离子交换时间对平面微透镜阵列的透镜元光学特性的影响

采用光刻离子交换工艺制作了半径不同的圆形孔径变折射率平面微透镜阵列,在离子交换过程中分6个时段取样,测量不同开孔大小的变折射率平面微透镜阵列的离子交换深度、宽度和透镜元的焦距、畸变、数值孔径,发现离子交换宽度和深度之比随着离子交换时间增长而减小,在z方向和r方向的离子平均扩散速率逐渐减小,且开孔半径小的变折射率平面微透镜阵列减小得更快;随着离子交换时间增长,两种孔径的变折射率平面微透镜阵列的焦距逐渐变短,且开孔半径小的焦距相对更短;不同开孔半径的变折射率平面微透镜阵列的数值孔径随着离子交换时间增长而变大,其畸变随着离子交换时间增长而减小。变折射率平面微透镜阵列的光学特性随离子交换时间而改变的规律,为不同光学系统中所需的变折射率平面微透镜阵列的制作提供参考。

球面波入射二维光栅的泰伯效应

从理论和实验两方面研究了球面波入射二维光栅的泰伯效应。首先,分析球面波入射光栅后,菲涅耳衍射区光场的复振幅分布;其次,讨论了泰伯像及分数泰伯像的成像条件,得出成像位置及成像周期由光源至光栅的距离、光栅至观察面的距离共同决定,并且球面波入射光栅的泰伯距离等于其周期放大率与平面波入射光栅泰伯距离的乘积。实验结果与理论结果相符合,在特定位置处可观察到清晰的泰伯像及分数泰伯像。改变光源平面与光栅的距离,泰伯像按特定规律发生变化。由于光栅周期小于两倍孔径边长、球面波自身发散特性,分数泰伯像中出现像元交叠现象,按交叠程度可将交叠图像分为两种分数泰伯像,即点状离散分布及棋盘分布。本文研究可促进泰伯效应在光学测量及阵列照明等方面的应用。