二元位相型菲涅尔透镜列阵器件的研制及其应用实验

详细介绍了二元位相型菲涅尔透镜列阵器件（ＢＰＦＬＡＳ）的设计原理、制作过程和测试方法，研制了２４×２４元８阶ＢＰＦＬＡｓ，对０．８４μｍ波长的焦距为４６．５ｍｍ，单元尺寸为１．５×１．５ｍｍ２，衍射效率达７７．３％．有关应用实验表明，该器件具有平行光分束、多路成像及傅里叶交换功能，在列阵发光器件的光学准直，光学相关器等方面有广泛的应用前景．

二元位相型菲涅耳透镜列阵器件的研制及其应用实验

二元位相型菲涅耳透镜列阵器件的研制及其应用实验郭晴，王汝笠，陈高峰，傅艳红，王君（中国科学院上海技术物理研究所，上海２０００８３）二元位相型菲涅耳透镜列阵器件（ＢＰＦＬＡＳ）是二元光学研究的重要内容之一。ＢＰＦＬＡＢ是根据菲涅耳波带片的近轴衍射原理设...

位相型菲涅耳微透镜列阵在3f系统中的实用性研究

位相型菲涅耳微透镜列阵在３ｆ系统中的实用性研究陈高峰，郭晴，王君，王汝笠（中国科学院上海技术物理研究所，上海２０００８３）实时信号处理是当今信息科学里一个十分重要的应用基础研究课题，光电混合技术是实时图像处理是最有效的途径之一，光相关器是一种成熟的模...

聚光镜型大口径菲涅耳透镜的设计理论和研制

建立了一套较完整的大口径聚光镜型菲涅耳透镜设计和分析理论。对制成的透镜进行了误差分析和象质评价。此外,进行了应用开发。

电控位相型液晶菲涅耳波带片的特性

利用电场中液晶分子的可控双折射效应对制成电场可调的位相型衍射式菲涅耳波带片。对菲涅耳波带片的原理做了理论分析，测试了其最大衍射效率，给出不同电压Ｆ的不同衍射图像，并对衍射图像的周期性变化做了理论分析。

随机位相菲涅耳透镜阵列激光束匀化

为降低干涉带来的影响,将一种随机位相分布引入菲涅耳透镜阵列,对阵列中每一个菲涅耳透镜施加0或π的二值化位相变化,打乱阵列位相的周期性排布,减少微透镜后多光束在匀化面干涉带来的影响.通过数值计算对激光束的匀化过程进行了模拟,设计的菲涅耳透镜口径为0.5 mm,焦距为6mm,阵列数目为20×20,光斑整体均匀度达到90%,光束能量利用率达到96%.利用设计和制备的16台阶随机位相型菲涅耳透镜阵列对1 064nm波长的激光光束进行匀化,均匀度为83%,光束能量利用率为89%.研究结果表明,通过引入随机位相可有效减少干涉带来的影响,提高微透镜阵列对单模高斯光束的匀束效果.

位相误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响

本文研究了位相误差对位相菲涅耳透镜性能的影响，指出了多焦现象和衍射效率下降的原因，同时给出了不同位相误差产生的各级衍射效率值。

线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响

基于标量衍射理论，首先得出存在线宽误差情况下４阶菲涅耳透镜衍射效率的解析式；并以 ４阶、８阶和１６阶菲涅耳透镜为例，进行计算机模拟计算并系统分析线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响．通过实验测量１６阶菲涅耳透镜的线宽误差，分析其对１６阶菲涅耳透镜衍射效率的影响．模拟计算结果对多阶菲涅耳透镜的制作提供重要的理论指导．

特殊面形的菲涅尔透镜的设计与分析

对连续位相型菲涅尔透镜的设计，采用简单的线性面形代替复杂的抛物面（二次）面形有可能降低控制面形的难度．文中分析了这两种面形的差异，通过数值模拟，发现采用线性面形时光学传递函数和点扩散函数十分接近理想函数，从而在理论上论证了这种代替的可行性．文中并提出了进一步改进的措施．

菲涅耳透镜的衍射特性及误差分析

对均匀平面波、高斯光束和超高斯光束入射下菲涅耳透镜的衍射场在轴上和焦平面上的光强特性进行了研究,比较了它们之间的不同之处;分析了高斯、超高斯光束的束腰半径、位相误差和阶数对衍射场的影响。研究发现均匀平面波入射时,无论是轴上光强分布还是焦平面上的光强分布,都具有类似sinc函数的特征;而高斯/超高斯光束入射时,轴上的光强分布曲线相对较为平坦;高斯/超高斯光束入射时,随着超高斯光束的阶数增加或着束腰半径减小菲涅耳透镜的聚焦能力呈降低趋势;位相误差将使衍射场出现了多焦现象,这些焦点处的光强随着位相误差的增大而呈现增大的趋势,且正误差比负误差带来的影响更大。

菲涅尔全息型波分复用器的初步设计与制作

提出一种利用离轴全息菲涅尔透镜制作全息型波分复用器的新方法.全息菲涅尔透镜具有会聚和色散两种功能,因此在光纤通信的波分复用元件中存在巨大的应用潜力.此种元件的主要优点为节省辅助元器件,并且成本低.阐述了波分复用器的设计原理和制作方法,其工作的中心波长为1550nm,信道间隔为2nm.通过理论分析证实制作的元件满足光纤通信系统的要求.给出了初步的实验方法、实验结果并进一步讨论了应改进的方案.

可变焦菲涅耳波带透镜的理论分析与模拟计算

具有浮雕表面结构的透镜称为菲涅耳波带透镜，它具有体积小、重量轻等特点．在环 带相位深度Ｐ为２π时，菲涅耳波带透镜的焦距与其半径和环带数有关，而与相位阶数Ｌ无关． 理论和模拟计算表明，当环带深度改变２π的整数倍时，菲涅耳波带透镜的焦点将发生离散的 变化．当环带相位深度改变非２π的整数倍时，菲涅耳波带透镜由于能量将发散而无焦点．据 此分析，通过改变透镜材料的折射率，可以制作变焦的菲涅耳波带透镜．

基于紫外纳米压印的菲涅耳透镜制作

针对传统聚光系统中菲涅耳透镜成本较高并且光强分布不均匀的弊端,提出了利用紫外纳米压印技术制作菲涅耳透镜的方法.利用几何光学的光线追迹理论,设计了菲涅耳透镜模具.采用自行研制的紫外纳米压印系统对模具进行压印,紫外曝光后制得薄膜菲涅耳透镜.在太阳光下进行了测试,测试结果表明,低成本、高聚光倍数和光强分布均匀的菲涅耳透镜是可以实现的.

菲涅尔透镜及其应用

根据红外传感器的工作原理,可分为热型和量子型两类.热型红外传感器也称热释电红外传感器(PIR)或被动型红外传感器,有以下特点:(1)由于远红外线不受可见光影响,故可不分昼夜连续检测;(2)由于被测对象自身发射红外线,故可不必另设光源;

基于纯位相液晶空间光调制器的可变焦透镜的实现

提出一种基于纯位相液晶空间光调制器(LC-SLM)实现变焦透镜的方法。根据液晶空间光调制器的位相调制原理,以相息图控制LC-SLM来调制入射光波,并衍射产生透镜波面,改变相息图的衍射距离,可实现变焦位相菲涅耳透镜的功能。分析衍射孔径、衍射距离、相息图位相阶数等参数对变焦位相菲涅耳透镜的影响,并以点光源相息图为例对该方法的可行性进行了实验验证。实验结果表明:通过改变计算衍射距离,提出的方法可得到焦距不同的透镜,且易于控制,为三维扫描显示的实现提供了可行性依据。

位相型自聚焦微分滤波器

介绍一种用二元光学方法制作的光学图象微分滤波器，它是由两个频率相近的位相型Ｒｏｎｃｈｉ光栅和离轴型位相菲涅耳波带片的组合而成的。称之为位相型自聚焦滤波器。它具有衍射效率高，光路简单。

面积编码的二元GABOR透镜的研究

本文提出了以面积编码设计二元ＧＡＢＯＲ透镜的方法，并分析了从振幅型转化为位相型（以提高衍射效率）的设计原理，研制了８×８的二元ＧＡＢＯＲ透镜阵列，提供了一种新型二元光学器件。

带凹槽平板型声透镜聚焦性能的理论分析与数值模拟

基于相位补偿和惠更斯-菲涅尔原理,利用理论分析和数值模拟的方法,研究了一种带凹槽的平板型声透镜,讨论了凹槽个数、声透镜材料等参数对声透镜聚焦性能的影响。结果表明:优化后的菲涅尔声透镜聚声效率理论上可达40%,放大倍数约为7倍,是一种较为高效、成本低廉的新型声透镜。

并列多焦点二元光学透镜

对菲涅尔波带片进行切割及拼接后得到一种新的二元光学透镜(BOL),在平行光照射时可产生2个或3个间距很小的并列焦点,可以用于多通道并行光存储,光通信,精密光学加工等方面。并用计算机模拟的方式研究了不同参数对结果的影响。

光互连模块中位相型菲涅耳微透镜列阵的研制与应用

本文分析了位相型菲涅耳透镜的设计原理研制了四位相菲涅耳微镜列阵并应用于全交叉光互连网络模块中。制作的菲涅耳微透镜列阵具有单元尺寸小，占空比为１００％，焦距短、易于对准，光强分布均匀的优点，能够满足光互连网络小型化、集成化、模块化的需要。