非球面微柱面透镜阵列精密玻璃模压仿真研究

为了实现精密玻璃模压过程中石英玻璃应力状态的准确预测以及工艺参数的优化,进行了非球面微柱面透镜阵列精密玻璃模压的有限元仿真研究。首先,进行了石英玻璃最小单轴蠕变测试;然后,对石英玻璃黏弹参数进行了有限元仿真验证;最后,通过有限元仿真,分析了多个模压工艺参数对最大应力的影响,获得了优化的工艺参数。建立了石英玻璃黏弹性本构模型,获得了其时温等效模型,并利用有限元仿真验证了模型的准确性。对非球面微柱面透镜阵列模压成形参数进行了有效优化,在下压量为1.5 mm的前提下,保压后的透镜最大应力为0.9693 MPa。研究结果为石英玻璃非球面微柱面透镜阵列精密模压实验提供了理论参考。

硅基非球面柱面微透镜阵列制备方法

非球面柱面微透镜是一种重要的微光学元件,具有激光准直、聚焦、匀化等功能,在激光通信、光纤传感、激光雷达测距、激光泵浦等系统中具有广泛的应用。为了减小光电系统的体积、提升光纤性能,增大透镜数值孔径是一种常用的解决方案。提出采用折射率更大的硅作为低折射率石英基底的替代材料,使得微透镜在相同体积下数值孔径大幅提升,同时可以降低加工量从而提升制备效率。针对传统石英微透镜的制备方法不再适用硅基微透镜的问题,提出基于掩模移动曝光方法制备光刻胶非球面图案,使用多次涂胶和循环曝光方法,分别解决厚胶涂覆均匀性差及曝光掩模痕迹明显等问题,最终利用等离子体刻蚀技术进行图案转移传递,从而实现微透镜的制备。以数值孔径2.9的硅基非球面柱面透镜阵列为例开展实际制备工艺实验,所制备的微透镜列阵面型精度PV为0.766μm,表面粗糙度Ra为3.4 nm,表面光洁与设计值符合较好,验证了制备方法的可行性。该方法有望促进非球面柱面微透镜列阵在紧凑化红外光电系统中的大规模应用。

AZ9260光刻胶制作连续非球面微透镜阵列的研究

为解决研制深浮雕连续非球面微光学元件所面临的浮雕深度和面型控制这两大难点,选取吸收系数小的AZ9260正性光刻胶进行实验研究。提出了采用低温长时间前烘和连续升温后烘技术实现深浮雕结构和非球面面型的控制,并得到口径为300μm、抗蚀剂厚度为35.49μm、石英刻蚀深度为72.36μm双曲线柱面透镜的最佳光刻工艺参数。实验曲线与标准双曲线拟合所得最大误差为2.3637μm,均方根差为0.9779μm。

车削掩模的石英非球面微透镜阵列制作方法

为解决石英非球面微透镜阵列加工所面临的工艺可控性差且面型精度不高这两大难点,提出了一种基于车削掩模刻蚀的石英玻璃元件制作方法。该方法主要使用了单点金刚石车削加工技术与反应离子刻蚀技术,研究了掩模材料车削及刻蚀性能,并利用实验优选出掩模材料,最后进行了面积为5 mm×5 mm石英玻璃非球面微透镜阵列的制备。通过实验结果与预期参数进行对比,分析表明,该方法制作的石英玻璃元件误差均方根为1.155 nm,面型精度误差0.47%。

非球面复眼设计及其制备工艺研究

提出了一种制备非球面仿生复眼的方法。昆虫的复眼是由一个个尺寸微小的独立小眼沿曲面小眼阵列的方式分布在头部的两侧,以实现大视角探测。设计曲面基底上阵列非均匀微透镜结构,沿径向排列的各级微透镜的焦距及尺寸均不相同。根据几何光学成像原理,计算各级微透镜的尺寸参数,对构建的模型进行光线追迹,优化各级微透镜的尺寸参数。分析不同制备技术特点,研究材料性能及不同材料间的关系,提出了可简单、快速的制备非球面仿生复眼的方法。该方法中,利用精密五轴数控机床加工非球面复眼模具,然后通过压力灌注方法将非球面复眼结构转移出来,获得所需的非球面仿生复眼。通过仿真及实验结果表明,整个曲面仿生复眼边缘成像质量明显提高,各子眼通道均能够采集清晰亮斑。

肖特新型微透镜大幅提升半导体激光器性能

激光光束的质量对于半导体激光器的总体表现至关重要。Fast Axis Collimation（FAC，快光轴准直）微透镜可以帮助半导体激光器不断提高光束质量；而肖特提供的非球面柱面透镜能够用于高性能半导体激光器、光线聚焦和照明系统，同时显著提高激光光束质量。用于“快轴”准直的非球面柱面透镜以多种光学玻璃制成，它能实现高于98％透过率和小于3mrad的发散角。

光刻胶热熔法制备的非球面微透镜的设计方法

为了进一步提高入射到光敏元上的光能,针对光刻胶热熔法制备的微透镜的非球面面形,提出了一种结合有限元光线追迹和拉格朗日乘子法的设计方法。给定焦距,用该算法可以自动计算出所需的微透镜面形。为了验证算法的精度,对圆形孔径的焦斑均方根半径进行了模拟和理论计算,二者较为吻合。对三次有限元光线追迹的点列图误差进行了估计。计算了会聚到320 pixel×256 pixel背照射紫外焦平面探测器光敏元上的能量集中度,比较了具有不同圆角半径的方形孔径蓝宝石微透镜的效率。结果表明,具有6μm圆角半径的方形孔径微透镜的能量集中度较高,为96%。

连续深浮雕非球面微透镜阵列的制作方法

编号：0503226 该专利是一种连续深浮雕非球面微透镜阵列的制作方法。

哈特曼-夏克传感器在非球面加工中的应用

论述了哈特曼夏克传感器的测量原理 ,对它的测量精度进行了标定。同时还介绍了哈特曼夏克传感器在光学车间实际测量大口径非球面系统的情况 。

基于微反射镜阵列的光刻照明模式变换系统设计

光源掩膜协同优化是45 nm节点以下浸没式光刻提高分辨率的重要途径之一,为了重构其优化后输出的像素级光源,提出了一种基于可寻址二维微反射镜阵列的新型照明模式变换系统设计方法。分析了减少重构光源所需微反射镜数量的原理,结合成像与非成像光学,利用柱面复眼透镜,获得了入射到微反射镜阵列上的非均匀的特定光强分布,基于此光强分布对微及射镜二维偏转角度进行了模拟及优化,并对该照明模式变换系统进行仿真,结果表明,光瞳重构精度小于2.5%,X,Y方向光瞳极平衡性小于0.5%,Prolith中重构光源的曝光性能仿真结果满足要求。与类似的系统相比,该系统仅用不足4000个镜单元即可达到设计要求,适用于集成度高的下一代浸没式光刻系统。

光学加工工艺与设备

TQ171.6 99032019定偏心锡磨盘超精密平面抛光均匀去除模拟计算(Ⅰ)=Simulation of even material removal during eccentricplane polishing by a tin polisher[刊,中]/张红霞,吴明根(超精密加工技术国防科技重点实验室.北京(100076)),高宏刚(中科院长春光机所.吉林,长春(130022))//光学精密工程.—1998,6(2).

几何光学 光学镜头、光学零部件

O435．1 2005053233 快速控制反射镜系统中的传递函数辨识=Transfer func- tion identification in a fast steering mirror system[刊,中]／ 胡浩军(中科院光电所．四川,成都(610209)),马佳光…∥ 光电工程．-2005,32(7)．-1-3,10 提出一种传递函数辨识方法。该方法使用非线性最 小二乘曲线拟合法,结合控制对象的传递函数模型选取参 数初始值,针对不同的频率特性分段拟合。使用该方法可 以将复杂的控制系统频率特性转化为高精度的传递函数。 在系统的中低频段内获得幅频±1 dB和相频±1°的传递 函数辨识精度。由此设计的数字补偿器有效补偿了机械 谐振带来的影响,扩宽了控制系统的闭环带宽。传递函数 辨识方法摆脱了数字补偿器设计依赖手工调试的状况,并 可以提供复杂的数字补偿器以得到高性能的控制系统。 图7表1参2(于晓光)

基于非成像光学的激光束整形系统的优化设计

针对衍射型微透镜阵列的激光匀束系统提出一种新的优化设计方法。利用非成像光学中的等能量映射方法,建立了基于Macro宏语言的自定义优化函数。系统采用微透镜阵列和聚光球面镜作为匀光元件,在Zemax软件的序列模式中对微透镜阵列单元的非球面面型进行自动优化,实现了照度均匀性大于90%、能量利用率为83%的6mm×6mm方形光斑的优化设计。采用TracePro光学软件对设计结果进行了仿真验证。此方法无需传统方法复杂的数学计算和器件参数的反复调整,是一种十分有效的微透镜阵列激光匀束系统的设计方法。

非电量测量与设备

0117387大型球面射电望远镜控制系统研究[刊]/邱金波//自动化学报.—2001,27(1).—93～97(C)针对大射电望远镜机电光一体化设计新方案(大跨度悬索结构)的特点,提出了将连续的高次曲线跟踪问题转化为对一组离散点跟踪问题的控制策略与方法。考虑到轨迹跟踪重复性的特点,将具有学习功能的自校正控制方法应用之。数值结果说明了方法的有效性。参60117388非致冷微测热辐射计阵列的设计[刊]/汪涛//半导体光电.—2001,22(2).—78～81(E)非致冷微测热辐射计焦平面阵列技术在国内已成为研究热点。介绍了微测热辐射计的原理并对其作了简化的计算分析,给出了微测热辐射计的结构、材料、封装和读出电路等重要部分的一些设计方案。