基于相变材料GST与孔径共享宽带宽消色差透镜的设计

提出了在超构透镜结构上采用孔径共享协同操作的方法,根据散单元输出相位与频率呈线性关系,再结合调控相变材料Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)晶化率m值,在设定的波段内合理选择散射单元的尺寸,不同波长入射光经过超表面后能产生符合统一焦距要求的相位分布,从而使消色差超透镜的带宽得到相应拓宽,设计了9.5~13μm连续波段内的偏振不敏感消色差超表面透镜。仿真结果表明,消色差超表面在工作波段内的焦距变化为3.57μm,与设定焦距的误差约为4.3%,并且各波长入射下的焦点半峰全宽均达到了衍射极限,聚焦效率超过60%。提出的消色差超表面透镜,为消色差超表面的设计提供了新的思路,促进了相变材料在宽带消色差超表面方面的研究。

基于液晶空间光调制器的消色差透镜

依据标量衍射理论,在分析消除轴向及倍率色差条件的基础上,利用纯相位液晶空间光调制器的可编程控制特性,将红、绿、蓝三种色光调制的菲涅耳透镜与闪耀光栅镶嵌在一起,通过随机等概率的复用方法,在液晶空间光调制器上编程,实现了具有共同焦距的三色光复用透镜,消除了轴向色差.同时,通过对红、绿、蓝三色光调制的菲涅耳透镜孔径的约束,实现了三色光在焦平面处相同的聚焦光斑半径大小和强度,消除了倍率色差.实验结果表明,通过该方法,复用透镜的轴向色差以及倍率色差都得到了有效矫正,在三色光入射下其艾里斑半径为67pixel,与具有相同焦距和分辨率的单色透镜产生的艾里斑半径65pixel接近.

光线轨迹法的应用——方解石消色差透镜

本文运用文献[1]提出的光线轨迹公式,分析了方解石——方解石消色差透镜的成象质量,该方法也适用于其它晶体透镜的象差计算。

用于毫米波和红外波段的消色差透镜

美国专利US6665116 (2003年12月16日公布) 透镜可应用于大多数光学装置中,其用途之一是将电磁辐射波聚焦在一个均匀的焦点上。透镜是在电磁波透过透镜媒质时通过改变其方向来实现这一点的。透镜无法改变频率,但可以改变波分量的速度。一个透镜内的速度是与波长成正比的,因此,有效折射指数可以说是随波长而变的。

消色差透镜的诞生

消色差透镜的诞生,是天文及光学仪器史上的里程碑。自从1609年伽利略将刚诞生不久的望远镜对向遥远的星空,从而开启了人类用望远镜观测宇宙的新纪元之后,这种神奇的筒状器物便成为星空探索者开拓视野的法宝。折射望远镜须用到物镜和目镜,二者皆为玻璃透镜。牛顿在1666年发现了白光经过棱镜发生分解的色散现象,日常生活中,最吸引人的色散现象莫过于天边的彩虹,可对于天文观测者来说,色散会导致透镜成像产生色差,在放大率不高的情况下,色差效应不甚明显,而当放大率提高到一定程度时,色差的存在将使观测目标明显呈现出彩虹效应。

消色差双光栅透镜系统

介绍双光栅透镜系统的消色差原理和设计方法。计算结果表明,这种消色差双光栅透镜系统的允许波长变化范围比单光栅透镜可扩大几十倍,因此,它可有效应用于光波波长随环境改变或具有宽波段的系统中。

超表面透镜的宽带消色差成像(特邀)

超透镜是一种由二维亚波长阵列结构表面所设计的透镜,其对光场中振幅、相位和偏振的调控能力较灵活,同时具有低损耗、易集成、超轻薄等优点,近些年引起了科研人员广泛的研究兴趣。然而在大多数情况下,针对特定波长设计的超透镜会遭受较大的色差,从而限制了其在多波长或宽带应用中的成像作用。超透镜因其二维平面结构引入了新的自由度,在对色差的消除上体现了新的潜力。文中报道了多种不同的消色差超透镜设计及其消色差调控机理,并对现有的消色差超透镜从调制波段类型进行了分类,如对离散波长的和对连续波长的消色差超表面透镜,后者又可从工作模式上分类为透射型和反射型,最后介绍了超透镜阵列在成像上的应用以及其在大景深宽带消色差器件上的前景。

基于径向梯度折射率透镜的消色差光学系统的设计

提出了一种基于径向梯度折射率(gradient index,GRIN)的消色差透镜,有效抑制了光学系统的色差效应。首先,利用径向GRIN透镜较低的球差和像差以及更优良的聚焦成像、更高的光学耦合效率的优势,实现了径向GRIN透镜的消色差光学系统的设计,消除了高阶像差。其次,通过对ZEMAX操作数POWR和SPHA的控制,分别对光学系统的光焦度和球差进行了优化设计。最后,推导并建立了径向GRIN透镜消色差光学系统的光焦度和色散模型,进行了径向GRIN透镜与常规胶合透镜的消色差效果对比实验。实验结果表明,径向GRIN透镜可以实现在波长范围486—656 nm良好的消色差功能,且消色差效果明显优于常规胶合透镜。径向GRIN透镜的弥散斑在艾里斑内,镜头聚焦情况良好,像差基本矫正且达到衍射极限,符合消色差透镜的良好成像要求。

基于正常色散玻璃二级光谱的校正

利用正常色散玻璃校正二级光谱理论,给出了单个折射面二级光谱的计算法则,并应用此算法进行光学系统设计,给出了两个设计实例.系统仅使用正常色散玻璃组合,采用三组型设计结构,由三个大空气间隔的分离透镜组构成,很好地校正了二级光谱.

衍/折射光学元件消二级光谱的设计

采用衍/折射光学元件结合的方法,使用两种玻璃设计了星载用长焦距望远物镜,对其二级光谱进行了校正。具体介绍了衍/折透镜望远透镜消二级光谱方法、步骤。计算机模拟结果表明:校正后的望远物镜轴上位置色差小于0.08mm,满足使用要求,并且设计方法步骤简单。

半导体激光鼓膜造孔术的光学系统设计

设计并研制了一套可在视频监控和红光指示下实施半导体激光鼓膜造孔术的光学系统。首先,利用光束整形和波长合束技术将半导体激光单管出射的650nm激光和半导体激光列阵出射的810nm激光耦合到芯径为200μm,数值孔径为0.22的光纤中;然后,利用消色差透镜准直光纤出射的双波长激光,再利用另一个消色差透镜将光束聚焦到耳鼓膜上,该聚焦镜可通过机械部件沿光轴方向移动,从而调节鼓膜上光斑的大小;成像部分则直接使用商用视频耳镜;热反射镜用于使激光和成像光同轴。手术时,根据显示器上的红色指示光斑确定造孔位置。测量结果显示:该系统出光孔处的激光功率在0～13.3W间连续可调,造孔直径在1～3mm内连续可调。使用本系统可缩短手术时间,减少并发症;儿童患者手术时无需全身麻醉。另外,该系统还具有整机体积小、重量轻、电光转换效率高等优点。

免偏振敏感消色差超构镜设计研究

超构透镜作为一种灵活调控空间光场相位、振幅及偏振的有效选择,在超分显微成像中受到了广泛的关注。为了提高多波长显微成像的分辨率,解决传统光学系统结构厚重、设计复杂等问题,基于相位补偿理论,运用传输相位法以及粒子群优化算法,设计了一种基于二氧化钛纳米单元柱的反射式消色差超构透镜,在500~550 nm之间实现了恒定聚焦,且该透镜具有偏振不敏感的特性。与数值孔径相同但有色散的超构透镜的对比结果有效证实了该超构透镜的消色差功能。所设计的透镜可应用于多波长显微成像系统中并提高成像的分辨率。此外,该消色差透镜在数码相机和光学仪器等领域中也有较好的应用价值。

几何光学元器件

TB851.1 96031429紫外电视摄象镜头设计=Design of ultraviolettelevisioncamera lenses[刊,中]/张宝林,韩冬冰(中科院长春光机所.吉林,长春(130022))//光学精密工程.-1995,3(6).

塞曼效应实验研究

1986年,塞曼发现当光源放在足够强的磁场中时,原来的一条线分裂为几条具有完全偏振态的谱线,分裂的条数随能级的类别而不同,后人称此现象为塞曼效应。

“星光”Mercury系列变焦成像灯

Mercury系列变焦成像灯，是北京星光影视设备科技股份有限公司（“星光”）吸收国外同类产品最新科技成果，进行系列化、模块化设计的新产品，该产品克服了多数专业变焦成像灯相刘光效比较低、光斑不均匀、整体灯具温升较高等缺点。Mercury系列灯具采用3组消色差透镜，光束角为8／22°、18／36°，典型投射距离为7m～25m，其反光杯采用透红外镀膜，

常用检测仪器操作方法

樱花牌PDM-5型测微密度计樱花牌PDM—5型测微密度计是由主机和记录器两部分构成.主机上有照明和测光用的光源、光学系统、受光器和扫描试料的试料台等.在记录部分有记录器和光源以及光电倍增管的稳定电源.PDM—5型测微密度计用来测定试料微细部分的光学平行密度,并能自动记录.用反射测定装置,对不透明试料的微细图像进行测定.使用滤色镜可以测定彩色密度和分光密度.

科技趣闻

摩托罗拉最近在新加坡宣布推出世界上最轻巧的全球移动通讯系统移动电话。这种新的摩托罗拉国际8200型号移动电话比目前市面上最轻巧的全球移动通讯系统移动电话轻25％,重量只有149克。除了体积小、重量轻之外,这种电话还有震动功能。新的移动电话的售价将比目前市面上最贵的摩托罗拉移动电话高10％到15％,而摩托罗拉目前最贵的移动电话型号售价在1900新元左右。为配合轻巧的新移动电话的面市,该公司还发明了功能高、重量轻的锂离子电池。

牛顿也曾失败过

牛顿是世界上最伟大的科学家和发明家。他在光学领域的贡献,尤为突出。当他又一次站到一项重大发明殿堂门口时,他心中的“上帝”却使他错过了又一次成功的机会。