实现ICF束匀滑的二元光学器件设计与制作

采用爬山法和模拟退火法相结合的混合优化算法，设计得到了二元光学器件的良好位相结构；基于高斯分布随机信号模型，分析了二元光学器件对输入波面位相畸变的宽容度。首次针对波长λ＝ １．０５３μｍ 研制了 １００ｍ ｍ 的连续位相二元光学器件，并通过多级衰减片及 Ｃ Ｃ Ｄ 实现了焦斑光强分布测量，结果表明得到了边缘陡峭、旁瓣小、中心主瓣具有一定均匀性、且没有中心零级锐脉冲的焦斑光强分布。

二元光学器件实现含转像棱镜望远物镜像差补偿研究(英文)

以像差理论为指导分析了混合望远物镜中二元光学透镜与转像棱镜之间的像差补偿问题.计算了二元光学器件的相位系数,确定了含补偿棱镜望远物镜的初始结构.用CODEV光学设计软件对望远物镜初始结构优化后的像差结果表明:系统色差在0.9相对孔径高度得到了校正,纵向球差在容限范围0.5mm之内,最大横向误差为-0.115mm.

光盘读写头中的二元光学器件

本文介绍一种用于光盘读写头的二元光学器件。该器件不仅体积小（Φ５ｍｍ，厚度１ｍｍ），重量轻（小于０．０３ｇ），而且同时具备分束、聚焦和跟踪误差信号探测等多种光学功能，衍射效率为２６．２％。

ICF靶面均匀照明二元光学器件的设计与研制

采用不同的优化算法，设计了ＩＣＦ均匀照明二元光学器件。提出了全局／局部联合搜索算法（ＧＬＵＳＡ），对平面输入波获得了旁瓣小、光强均匀的设计结果。完成了１６价浮雕表面结构的位相板的试制加工，并利用光学ＣＴ法测量了焦斑光强分布，实验结果表明获得了较好的光强包络，但顶部均匀性还有待进一步提高。将单元器件扩展为阵列器件，增加了对输入光波畸变的宽容度。

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。

二元光学器件光刻掩模的设计与制作

针对红外折/衍混合光学系统中八台阶二元光学器件以及套刻制作的特点,采用相位转化的方法对光刻掩模进行了结构参数的优化设计。探讨了掩模制作的工艺过程,采用激光直写方法制作出三块不同参数的掩模。同时,对关键技术环节进行了研究,并对掩模制作误差进行了分析。

用于波面校正的几种二元光学器件

本文设计并研制了半导体激光器消象散和准直、波面整形及光束变形等几种二元光学器件。并阐述了它们在激光技术等方面的重要应用价值。

用于远距离准直的二元光学器件的设计

用于远距离准直的二元光学器件的设计黄大为，许俊泉，刘海松，邬敏贤（清华大学）现代工业迅猛发展，出现了许多大型乃至巨型的零件设备，其安装定位的准确与否，直接关系到机器运转的可靠性与准确性。在安装及测量的过程中，一个方便准确的定位基准是必须的。传统的光学...

半导体激光器件阵列泵浦固体激光中的二元光学器件

半导体激光器件阵列泵浦固体激光中的二元光学器件付振海，邬敏贤，崔晓明，陈茗玲（清华大学）（北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室）半导体激光器阵列体积小、效率高、谱线窄、功率高，用来泵浦固体激光器或光纤激光器时，可以充分发挥团体激光器和半导体激光...

二元光学器件表面表征方法研究

二元光学器件是一种表面微细结构组成的衍射光学元件,其制作工程中存在的加工误差主要有系统刻蚀误差、对准误差、随机台阶刻蚀深度误差、随机台阶刻蚀宽度误差等。其表面结构的形状及其偏差对其使用性能将产生严重的影响。探索出有效的二元光学器件表面表征方法是保证其制作工艺及系统有良好性能的前提和主要手段。本文介绍了一种幅度参数表征法,并给出了参数表征法中各参数的数学模型。

实现ICF均匀照明的二元光学器件的混合优化设计

结合模拟退火和遗传算法各自的特点，提出了一种混合算法，用以设计阵列型惯性约束核聚变（ＩＣＦ）均匀照明系统中二元阵列单元的位相分布。混合算法充分利用了遗传算法的并行性及保留一定历史信息的特性，并用模拟退火的温度参数控制收敛性。模拟运算表明，混合算法具有较高的效率及寻优可靠性。用本算法设计的均匀照明阵列，可以得到顶部均匀性为３．２％（ｒｍｓ）。

对准误差对二元光学器件衍射效率的影响

本文基于标量衍射理论，建立了简明的对准误差与二元光学器件衍射效率的分析模型，得到了适用于一般位相分布器件的衍射效率的简便实用的计算公式。模拟计算表明该模型的计算结果与实际对准误差对器件衍射效率的影响情况相吻合。

利用二元光学器件进行激光光强叠加的研究

以 1-维为例 ,采用杨 -顾算法研究了利用二元光学技术进行激光光强叠加的可能性 ,并分析了由于蚀刻误差和入射激光束位置偏度引起的误差。数值模拟结果表明在 DOE位相是 32阶量化的情况下 ,设计误差小于 0 .0 8% ,效率大于 99.70 % ,能很好地实现光强叠加功能。

提高二元光学器件衍射效率的准连续编码策略

基于标量衍射理论，二元光学器件的衍射效率，微结构误差对衍射效率的影响，提出了一种准连续编码方法，并给出了加工非２ｎ台阶所需掩模板的具体形式。在一定的加工条件和工艺水平下，采用这种编码方法，可以不增加加工成本和工序，仅通过新颖的掩模板设计方法充分利用现有加工条件和设备，使二元光学器件的衍射效率得到很大程度的提高。从而不仅能使一般混合系统的效率得到提高，更能充分发挥混合光学系统的成像能力。此编码方法的采用有利于推进二元光学器件的实用化。

一种新型的二元光学器件——多位相光束分束器的制作

本文报道了用于多光束分束器的反射式16位相值二元光学器件的制作。该二元光学器件把一束光束分成5×5光束阵列。测量的衍射效率为76.16%,接近理论设计值79.68%。该二元光学器件的有效孔径为10mm×10mm。

基于二元光学的多通道SPR传感芯片及其系统设计

提出一种基于二元光学的新型多通道SPR传感芯片,及采用这种芯片的传感系统的设计方案。传感芯片集成有多组二元光学器件,取代传统光路中的透镜,实现光线的角向会聚。这种设计方案提高了SPR传感系统集成度,而且满足阵列化、多通道的检测要求。采用新型芯片设计制作的SPR传感系统能够完成对包含多个通道的敏感膜阵列的快速扫描和检测,与棱镜耦合结构相比还具有集成度高、灵敏度高、机械调节误差小、制作成本较低等优点。

超衍射分辨率的微光学器件

本文综合了菲涅耳透镜在焦面处能量集中和圆锥透镜在传播范围内无扩散的特点，设计了一种新型的超衍射分辨率的微光学器件，实现了在沿光轴方向约１ｍｍ范围内光斑直径（４０μｍ）基本保持不变的性能，采用二元光学原理设计成８位相的微光学器件并用微电子工艺研制加工。本文推导了设计该器件结构参数的公式，对器件的性能作了计算机模拟计算和实验测试，得到二者相一致的结果。

二元光学耦合波理论

对于特征尺寸是波长或亚波长量级的二元光学器件，耦合波理论是一种严格的矢量衍射分析方法。本文系统地介绍这一理论，为突出其与矢量模态方法在理论意义上的等价，从模态理论解的形式出发，利用模态本征方程系数矩阵的对称性，将传播常数民分离，从而将亥姆霍兹方程的解写成振幅在变化的谐波形式。在此基础上引入状态变量，导出状态方程，并以线性系统理论解出此方程进而得到全解。耦合波理论是一种应用面比较广泛，使用较为简单的方法。由于它是基于付立叶分析的方法，基本问题是维数的选取及收敛性，计算实例表明，这个理论对于矩形介质光栅的计算分析较为有效，而对于矩形金属光栅ＴＭ（Ｅ模）偏振的计算分析，其收敛是很慢的。

二元光学——九十年代的光学技术

以光的衍射原理为基础的二元光学,近年来受到人们的极大重视,被喻称为九十年代 的光学技术。因为二元光学器件虽然还不能完全取代传统的折射光学器件,但它有更广泛的应用范围和更好的工作效果,且具有造价低廉与重量轻便的优点。所以,二元光学的发展前途是非常良好的。近年来飞速发展的半导体微电子工艺技术,又为研制高质量的二元光学器件提供了良好的技术设备基础。

微光学技术在惯性约束核聚变（ICF）中的应用

微光学（二元光学）技术与器件在惯性约束核聚变中有重要的应用前景。基于光波衍射原理设计的二元光学器件，可实现ＩＣＦ对于激光聚焦光斑的均匀性（＞９５％）及能量利用率（Ｍ９０％）且无旁瓣、边缘足够陡的要求。文中分析阐述了几种器件与系统的原理及设计方法，在综合比较评价的基础上提出了改进方案。