全景光学环带凝视成像技术

提出一种无需转动镜头,一次性瞬时完成周围360°目标成像的全景光学环带凝视成像技术。该技术采用平面圆柱投影方法,可实现超半球成像。分析了全景环形透镜PA L的成像特性,给出全景光学设计实例,利用所完成的原理样机实现了动态全景数字图像处理。成像结果表明该技术在管道测量、医用内窥检查、全景监控、周视监测等领域具有广阔的应用前景。

多层衍射光学元件的特性分析

对采用不同材料多层衍射光学元件的衍射效率进行了分析。通过建立双层衍射光学元件的位相分布函数,实现了宽光谱范围内高衍射效率的多层结构设计.可见光波段设计结果表明多层衍射光学元件可在整个光谱范围内获得大于96%的衍射效率,克服了传统单层衍射元件衍射效韭低的缺点,使衍射元件在混合光学系统中,特别是在可见光波段,充分发挥其校正色差、热差及提供非球面度的优势,从而实现体积小、重量轻、像质优越的光学系统.

Ronchi光栅Talbot效应长焦距测量的准确度极限研究

针对基于Ronchi光栅Talbot效应的长焦距测量方法 ,分析了利用傅里叶变换求取莫尔条纹角度的准确度限制 ,提出了通过傅里叶变换的多次迭代逼近来提高角度计量准确度 ,从而提高长焦距测量准确度的方法 。

K^+-Na^+二次离子交换制作玻璃波导

通过数值计算模拟了K + Na+ 二次扩散玻璃波导的折射率轮廓 ,阐述了利用K + Na+ 二次离子交换的方法 ,在BK7玻璃上制作波导的过程 ,分析了极化率不同的扩散离子对的选择对波导有效折射率变化的影响 ,以及扩散平衡时体积变化对表面折射率的影响 ,描述了扩散引起的波导内部诱导应力变化 设计了测试波导损耗以及波导表面折射率改变的实验装置 ,对尺寸 1 0mm×1 0mm× 1 .5mm和 1 0mm× 5mm× 1 .5mm两组BK7玻璃基片上的玻璃波导进行了测试 。

微光学技术及其发展

微光学技术是 90年代发展起来的光电学科前沿技术 ,是光电技术列阵化、微型化、智能化的主要发展方向。微光学技术已经在光通讯、光开关、光扫描、光互连中得到应用。文中就微光学的二元光学、衍 /折混合光学、微透镜阵列的原理、工艺方法、主要应用、发展趋势以及我们的研究进行叙述。

复杂工况下光学元件变形及应力的有限元研究

航天及其它特殊领域的工作环境，会使光学元件的形状及内部应力发生变化，进而对其光学特性产生明显的影响本文运用有限元法，在考虑大加速度引起的惯性载荷的影响的同时。

极坐标激光直接写入系统研究

本文对极坐标激光直接写入系统进行了初步的研究，介绍了它的原理及结构，该系统可用于二元光学掩模的制作，具有加工孔径大、线宽小的特点，特别适用于圆对称的图形。加工此类图形在制作时间、成本、元件质量等方面都优于电子束曝光机。

大口径长焦距镜面和透镜的扫描法焦距测量技术

提出了用扫描法测量大口径长焦距镜面或透镜焦距的方法。这种方法是通过对一块Ronchi光栅的Tal bot像与另外一个Ronchi光栅所产生的莫尔条纹转角的计量来测量长焦距;通过扫描对大口径范围内的整个区域进行测量。实验结果表明,这种方法能够实时地、非常精确地测量长焦距。

单光学系统全景环带立体成像技术

提出一种基于全景环带透镜（PAL）的新型全景环带立体成像系统。该系统含有两组同轴放置并成像于同一个传感器上的PAL单元，其成像圆为两内外相接的圆环。物体经过两个PAL单元分别成像于两个环中，通过三角测量法比较相同物体的像在两个圆环中的位置差异，可提取出物体的距离信息。这种新型的光学系统的中央盲区被其中一个PAL单元所利用，成为这个PAL单元的成像圆，增加了传感器像素的利用率。系统可提取立体信息的视场角为（60°-105°）×360°；提取深度信息的分辨率约为在500min范围内区域高于1 line／cm；为了使系统适用于较暗的光照环境下，其脒约为3。具体介绍了其设计过程，提取深度信息的方法和精度的分析过程以及实物和照片。

热熔微透镜阵列的综合性能测试

我们运用光刻胶热熔成形的方法，制作了２０×２０的折射型微透镜阵列，单元透镜直径为９０μｍ，中心间隔１００μｍ。此微透镜阵列具有极好的均匀性。本文详细讨论了对此阵列的焦距、透镜的形状及面形质量、波像差及点扩散函数等参数的测试方法及实验结果。实验结果表明，该微透镜阵列在０．３数值孔径下达到了衍射极限的光学性能。

二元球透镜可见/紫外双波段光学系统

提出了利用带二元光学元件的球透镜实现可见/紫外双波段光学系统的新方法。在蓝宝石球透镜中部引入二元光学元件,有效校正了色差及球差;同时利用谐衍射设计,使可见/紫外双波段共用同一二元光学元件。利用光纤面板对像面的补偿,既校正了场曲,又满足半视场0～15°为可见波段,15～35°为紫外波段的实际应用需求。完成了在蓝宝石平面基底上最小线宽为10μm的八台阶二元元件的制作。所研制的系统经测试,在F数为1的条件下,弥散斑小于60μm,与传统的球透镜相比,光斑缩小了1/3。

胶合式全景环形透镜的设计

介绍了一种新的胶合式全景环形透镜(PAL),改善了全景环形透镜的设计自由度,使全景透镜承担部分校正色差的任务,简化后继透镜组的结构,减少杂散光生成,缩小长焦距全景环形透镜光学系统的体积,并扩大系统的视场。对全景环形透镜的色差和视场进行了理论分析,给出了选择新型全景环形透镜胶合玻璃材料的方法。设计了一个双片胶合式全景环形透镜及其后继转像透镜组,系统焦距为10.3 mm,总长170 mm,孔径为f/3.7,PAL最大口径为70 mm,光谱范围为0.486～0.656μm(可见光谱)。后继转像镜组由8片透镜构成,系统后焦距(BFL)为17 mm。实验结果证明系统像差校正良好。

微透镜阵列的加工技术研究

我们运用紫外光刻及热熔成形的方法，制作了２０ｍｍ×２０ｍｍ的折射型微透镜阵列，单元微透镜相对口径为Ｆ／２，单元透镜直径９０μｍ，中心间隔１００μｍ．在此基础上进行了电铸和注模复制技术的研究．本文详细讨论了光刻热熔、电铸制模。

二次硼离子热扩散制作微电阻

为了在微机电系统(microelectromechanical systems,MEMS)器件中进行热驱动,提出了设计微电阻作为热源的方法.电阻是通过微晶硼硅玻璃在硅基底上进行二次热扩散的方法制备的,利用硼离子扩散制作的电阻可以提高热源加热效率.通过数值计算,建立了制备过程中硅基底中的硼离子的空间浓度分布的理论模型,优化了二次硼扩散工艺条件.盘旋形的电阻形状设计提供了良好的温度控制和热量利用率,加热温度可以从室温一直加热至200℃.测量得到了电阻的有效结深及方块电阻,实验结果表明,电阻内部扩散区域的结深非常浅,硼离子掺杂浓度非常高,与理论模拟基本吻合.

用于二元光学掩模制作的激光直接写入系统研究

介绍了研制的极坐标激光直接写入系统．该系统可用于二元光学掩模的制作．最大掩模直径为１００ｍ ｍ ；最细曝光线宽为１．０μｍ ；套准精度及自动调焦精度分别达±０．３μｍ 和±０．２μｍ ⒚与电子束曝光机相比，该系统具有制作时间短、成本低、利于圆对称掩模制作等特点．

象散法高精度离焦检测系统研究

本文提出了用几何光学分析象散法离焦检测系统的新方法，建立了离焦信号ＦＥＳ与光学系统各参数之间的关系，为设计和分析提供了理论依据，在此基础上设计了探测区间为－２５～＋２５μｍ的离焦检测系统。

八台阶二元光学器件套刻误差的逐层分析法研究

用逐层分析法就八台阶二元器件套刻误差对器件衍射效率的影响进行了详细的分析和讨论，给出了简便。

宽离子束刻蚀微透镜阵列研究

本文对宽束离子束刻蚀技术进行了研究，并运用宽离子束对微透镜阵列进行了刻蚀，表明宽离子束可进行微米、亚微米刻蚀。

精密工作台定位控制系统的设计与研究

研制了一种大行程精密工作台定位控制系统。提出用伺服电机粗动控制与压电陶瓷精动控制相结合的方法来完成对工作台的定位控制，利用衍射干涉光栅测长技术进行实时检测，最后由计算机完成系统总体控制。本系统工作行程 ５０ｍｍ，定位精度±０． １μｍ。

应用于MOEMS器件的K9玻璃湿法刻蚀工艺的研究

介绍了以K9玻璃为基体材料MOEMS器件的湿法刻蚀工艺。选择了光刻胶,铬,氮化硅,ITO等多种材料作为基底材料抗腐蚀的掩膜,利用多种不同成分的刻蚀剂进行了对比刻蚀试验,研究了刻蚀环境温度对保护膜的影响。对比与分析了多种试验结果并对其适用范围进行了适当的评价。