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。

微光学器件及其应用前景

本文简述了几种微光学器件的研制及其应用前景。讨论了微光学在促进光学传感器小型化方面的作用，展望了微光学、微电子与微机械三者组合集成的发展趋势。

基于数字光刻技术的光纤端面微光学器件制作

本文提出采用DMD数字光刻技术制作光纤端面微光学器件,基于DMD数字光刻系统,建立了用于制作光纤端面微光学器件的双光源DMD数字光刻系统。利用双光源DMD数字光刻系统,在芯径为62.5μm,外径为125μm的多模光纤端面上制作了具有耦合作用的环形光栅。本技术中光纤端面微光学器件的掩模由计算机控制输出,具有设计灵活、实时控制的优点。

时域有限差分法对微光学器件的模拟

随着计算机技术的迅速发展，数值算法中的时域有限差分（FDTD）法近年来被广泛使用于各种工程实际问题中。该方法一次计算可以得到宽频宽带信息并且便于处理复杂形状和复杂介质的电磁问题。除了电磁领域外，在光学领域FDTD也得到了广泛的应用。本文利用二维稳态FDTD程序模拟了处于平面波场中微光学器件的电磁特性，包括单缝、双缝和多缝器件的场值分布情形。结果表明，用FDTD方法可以将抽象的电磁场形象的表示出来；场值分布图能直观的反映微光学器件的行为及场与物质之间的相互作用。

新型液晶微光学器件—分子取向的设计和先进光刻技术

近日,肯特州立大学液晶研究所的韦齐和教授所率领的研究组,成功地将液晶光学器件用于高斯激光光束的整形。在该文中,根据广义Snell定律与Pancharatnam-Berry(PB)相,他们通过设计局域的液晶分子排布便可以直接作用于入射光束的局域相位,进而修改透射光束的形状和光强分布。

微光学器件

1.前言 光纤通信技术以电通信技术的60～70年代的速度发展,以它的优异特性适用于公用通信等很多领域。在公用通信的主系统中已使用2.4Gb/s的大容量传输,目前,正在积极地研究全部加入系统。

微光学器件阵列

1.前言 为实现采用面发光激光器、SLM(空间光调制器)等各种光功能元件阵列的光学系统,如何使这些主动元件与微透镜阵列、ROE(折射光学元件)

飞秒激光制备硬脆材料红外微光学器件及应用(特邀)

近年来,红外微光学器件由于在红外传感与成像、红外探测等领域中具有重要的应用价值而得到了飞速发展,直接在硬脆材料衬底上制备的红外微光学器件更是在苛刻环境应用领域中具有不可代替的作用。针对此需求,已经有研究人员提出了多种高精密制造方法。其中,飞秒激光加工由于真三维加工等独特优势已经被广泛应用于各种复杂三维微纳结构的制备,也为解决硬脆材料红外微光学器件的制备问题提供了新的思路。从飞秒激光加工技术、常用红外光学材料以及基于飞秒激光加工的硬脆材料红外微光学器件的制备和应用方面入手,梳理了近些年此领域的发展情况,重点介绍了折射器件和衍射器件等红外微光学器件以及飞秒激光加工技术在红外传感与成像、红外探测等领域中的应用,并对飞秒激光加工硬脆材料红外微光学器件的发展趋势进行了展望。

多位相Talbot光栅阵列器件的研制

本文提出了一种基于分数Ｔａｌｂｏｔ效应的菲涅耳衍射型多位相光栅阵列器件的设计方法，并研制了９阶位相的３２×３２Ｔａｌｂｏｔ光栅阵列器，开拓了一种新型微光学器件。文中给出了理论分析与实验结果。

基于聚合物纳米光纤的微光子学器件及其应用

聚合物纳米光纤具有很好的器件构筑能力和良好的导光性能,对构筑超紧凑的微光子学器件和小型化集成光路十分理想。介绍了一种利用一步拉制技术制作的、具有良好的机械性能和光学性能的聚合物纳米光纤聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)纳米光纤。作为亚波长波导,PTT纳米光纤具有较大的倏逝场和强约束。详细介绍了利用PTT纳米光纤组装的微光子学结构和器件(例如:弯曲结构、环形结构、M×N耦合分束器、马赫曾德尔干涉仪)。组装的结构和器件具有体积紧凑、损耗小的优点。概述了聚合物纳米光纤和器件的特点及其应用前景。

微流体数字化技术制备聚合物微透镜阵列

基于微流体数字化技术搭建了聚合物微透镜阵列按需喷射制备实验系统。以UV固化胶为喷射材料,将其按需喷射到镀有疏水化薄膜的玻璃基片上,在界面张力和疏水化效应的作用下,形成平凸状的微液滴,再经紫外光固化后形成微透镜阵列。实验研究了系统参量对稳定微喷射与微透镜直径的影响,稳定微喷射出了黏度值为50×10-3 Pa·s的UV胶,制得了最小直径达25μm的微透镜,进而制备出了直径变异系数C·V达0.64%、焦距均匀性误差为1.7%的15×15微透镜阵列。微透镜在扫描电子显微镜下具有较好的表面形貌,采用白光干涉/轮廓仪(VSI模式)测得其轮廓算术平均偏差Ra为247.99nm(扫描区域:29.4μm×39.3μm),扫描区域轮廓曲线平滑。通过微透镜阵列的成像实验,得到了微透镜阵列所成的清晰实像。实验结果表明,采用微流体数字化技术进行聚合物微透镜阵列的按需喷射制备过程简单、成本低廉、工艺参数稳定;制备的微透镜阵列几何与光学性能优越。

非扫描并行三维共焦检测技术综述

共焦测量方法由于其高精度、高分辨率及易于实现三维成像数字化的独特优势而被广泛应用。近年来 ,非扫描三维并行共焦技术引起各国专家的普遍关注 ,该技术将单点扫描变为多路并行探测 ,同步对被测表面的不同点进行检测 ,从而无需扫描实现全场同步测量。该文论述了近年来国内外在共焦并行全场检测技术方面的研究进展 ,介绍了国内外几种并行共焦检测系统的情况 。

紫外固化型聚合物水凝胶的周期图案形成及其调控

以聚乙二醇二丙烯酸酯型水凝胶(PEGDA)为基底,制备了长程有序的表面褶皱图形,研究了其形成机理以及调控方法。通过调控光交联加工参数,聚合物凝胶表面出现大面积的周期图形阵列,该阵列尺寸可以在101～103μm之间调控,整体图形面积可达mm至cm级。分析表明,褶皱图形的形成主要是由于水汽蒸发过程中PEGDA水凝胶膜表面弯曲与体积压缩之间的竞争作用。

微透镜阵列显示技术研究

通过对微透镜阵列结构进行深入研究,揭示了微透镜阵列对微图形的放大原理。并在此基础上,找到了微透镜阵列结构参数、微图形结构参数与微图形阵列移动速度、移动方向以及放大倍率之间的关系,利用微透镜阵列实现了对微图形放大、动态、立体的显示。

反应离子束蚀刻中温度效应的研究

介绍了一种新型的干法刻蚀方法──冷源反应离子束刻蚀法用来到蚀各种激光学器件，并着重研究了刻蚀过程中的温度效应，提出了解决温度效应的有效方法。

光滑曲面的硅微透镜列阵形成机理研究

采用碱性腐蚀的典型微机械加工法 ,制备出了光滑曲面的硅微透镜列阵 ,对试验样品进行了轮廓曲线测试 ,计算出了该腐蚀工艺的快腐蚀面 .重点研究了微透镜列阵凹面的形成机理 ,提出了与试验测试结果相吻合的解释模型 .该模型对微光学透镜的设计加工具有重要指导意义 .

基于液滴稳态面形计算的微小透镜制作技术

微小透镜作为典型微小光学器件在应用光学领域有着重要作用。依据液滴稳态球冠面形具有最小自由能的成形原理,分析了液滴接触角和体积对其面形的影响;通过编程软件Surface Evolver对微小液滴的建模,对液滴的稳态面形进行了数值计算;利用按需滴定的体积调控和不同疏水性基底材料的接触角改变,得到了不同尺寸、不同面形的聚合物透镜。实验测量与面形仿真具有良好的一致性。结果表明,液滴接触角增大,则透镜底径减小,高度增大;液滴体积增大,则透镜底径与高度均增大;且液滴体积较小时,可以得到非球面系数较小的球面面形透镜。透镜的光学参数测量和成像实验表明,通过调节接触角和体积能够制作出不同光学参数且光学性能良好的微小透镜。

焦距递减的多聚焦人工复眼研究（英文）

为了满足轻量化、微型化和大视场的要求,提出了一种焦距递减的多聚焦人工复眼,子眼以同心圆排布,同一同心圆上的子眼具有相同的焦距,从内到外焦距递减.采用光刻胶回流法制作该曲面人工复眼,通过光刻胶的用量与掩膜的设计将每个子眼的焦距控制在一个特定的范围,从而使所有的子眼能在同一平面聚焦.为了防止微透镜图形的破坏,采用了负压成型技术,制作了聚二甲基硅氧烷腔室用以在注胶时排除异物与空气.透镜材料Norland81具有良好的光学性能,且曝光时间比Norland61要快3至5倍.利用ZEMAX建立复眼模型并进行了模拟仿真,光线追迹结果表明该模型即使在大视场下也能获得清晰像点.