金属-介质-金属型纳米波导光栅的滤波特性与结构优化

为了提高传输效率,设计了一种金属-介质-金属型(MDM)波导的光栅结构,使用时域有限差分(FDTD)算法对该光栅结构的透射性能进行仿真。通过优化该波导光栅的结构、材料等性质,仿真研究可见光至红外光通过该波导光栅的透射情况。仿真结果表明,在可见光范围内该波导结构具有良好的透射性能,在材料为金的波导中,对波长450 nm的光透射率达到82.8%,在材料为银的波导中,对波长400~450 nm的光透射率达到了75%。经结构优化后,在可见光范围内,光栅周期为450 nm时,该结构透射率达到86%。

机器视觉光学系统的复消色差设计

根据机器视觉物镜对复消色差和高分辨率的要求,将光学系统分成四个光组,对每组初始结构分别进行优化后再组合,得到透镜组的初始结构。利用Buchdahl色散矢量分析方法对部分玻璃材料进行针对性替换,通过多次优化得到符合光学性能要求的复消色差机器视觉光学系统。系统的焦距为60 mm,半视场角为11°,F数为5.45,像方视场可匹配1″大靶面CMOS相机,且各视场的调制传递函数值在200 lp/mm处均大于0.2。系统在0.707孔径处的残余色差为0.01665μm,满足系统的色差容限。系统的二级光谱为0.08385μm,基本实现了光学系统的复消色差。实验结果表明,Buchdahl色散矢量分析方法在分组设计和透镜系统的整体优化过程中,可为光学玻璃的选择及系统整体优化提供较大的便利。