基于GRIN镜头的小型OCT探头的数值分析(英文)

利用光学软件GLAD的数值仿真技术设计了用于光学相干层析技术成像的基于梯度折射率(GRIN)镜头的小型化探头。首先,简述了梯度折射率镜头的基本特性,讨论了基于梯度折射率镜头的光学探头的设计方法;然后,对由单模光纤、玻璃棒隔片和梯度折射率镜头构成的探头模型进行了仿真。结果显示,利用GLAD的数值仿真技术为小型化探头的设计及其光学性能的验证提供了一种直观而有效的方法。另外,玻璃棒隔片存在一个适当的长度范围,可以改善设计的光学探头的传光性能。在所给仿真条件下,如设定梯度折射率镜头长0.1mm、玻璃棒隔片长度为0.8～1.1mm,则探头的工作距离将超过1.0mm,而聚焦光斑的尺寸<40μm。

球对称GRIN微透镜制备及折射率分布测量

介绍悬浮扩散共聚法制备球对称聚合物GRIN(梯度折射率 )微型透镜的过程 ,对所制样品折射率分布应用剪切干涉法进行了测量 ,测量精度较高 ,为进一步制作理想折射率分布的微球透镜提供了实验依据。结果表明 ,所制透镜已经具有较好的折射率梯度 ,接近抛物线型分布。对扩散过程作了定性分析 ,提出了改善悬浮扩散共聚条件的一些建议。

GRIN聚合物微球用作平行光束至光纤的耦合器的耦合性能研究

梯度折射率微球透镜是一类具有极简单几何形状的新型光学器件,主要依靠介质内特殊的非均匀折射率分布实现其各种光学功能。本文对用各种不同参数的GRIN微球透镜以及均匀球的耦合性能进行了系统的理论分析,证明用GRIN微球透镜耦合性能比均匀球更优越。

轴位移法测定GRIN透镜的折射率分布系数

本文对GRIN透镜的精确光线追迹公式作了推导,介绍了轴位移法对透镜折射率分布的测量方法及相应的数据处理,并对测量误差进行了分析和计算,从而对测定GRIN透镜折射率分布提供了一种精确而且实用的方法。

球面端面抛物型发散GRIN透镜的光束光学理论

本文基于高斯光束传播理论,研究高斯光束经端面为球面的抛物型发散梯度折射率纤维透镜的变换特性,结果可用于梯度折射率激光束变换元件的设计。

一种新型光纤准直器的研究

球对称梯度折射率微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越性能.研究用其制作光纤耦合用准直器的可能.通过理论计算证明了:在适当的技术参数下,用球对称梯度折射率微球透镜制作的光纤准直器有望达到较高的耦合效率;试用实验室制备的梯度折射率聚合物微球透镜制作了这种新型准直器,测试了它的光学性能.

二次离子交换法改进自聚焦透镜折射率分布

对二次离子交换制作自聚焦透镜的理论和工艺进行了研究.利用KNO3和NaNO3混合盐进行二次离子交换.对二次离子交换前后的自聚焦透镜的折射率分布和畸变进行了测试,结果表明,经过二次离子交换后,折射率分布明显改善,更接近理想折射率分布曲线,相对畸变由二次交换前的13.1%减小到7.7%.

基于梯度折射率透镜的管道内窥镜设计

针对管道测试的需求,将梯度折射率透镜的光学性能与显微镜相结合,设计了具有大景深的管道内窥镜光学系统.在保证所需放大倍率的同时,利用梯度折射率透镜介质折射率渐变的特点,使该系统的景深增大为原来的200倍.该系统像面近似球面的特点使其更适合圆形管道内壁的检测,当它与CCD等器件相结合,不仅实现管道内窥镜的数字化测试,而且能通过监视器在更大景深范围内、方便的监测管道内壁的裂痕、磨损等清晰的图像.

新型棱镜型双通道光纤旋转连接器的设计

分析了棱镜型多通道光纤旋转连接器的结构和原理以及解旋转机制,并由此设计了一种新型的应用方双柱面解旋转棱镜结构的双通道光纤旋转连接器,该方双柱面棱镜是一种解旋转棱镜,棱镜两侧边界面为对称柱面,这样的结构可使从一侧入射的光线经折射到达另一侧柱面对称位置后平行射出,从而实现解旋转。分析了新型结构的光纤旋转连接器的耦合特性,结果表明,其损耗主要由机械误差和解旋转棱镜球差所产生。数值模拟结果表明,该结构的光纤旋转连接器的插入损耗<2.0 dB,这一性能完全能满足雷达等相关军事装备对双通道光纤旋转连接器的应用要求。

自聚焦透镜在光纤准直器中的应用分析

分析了自聚焦透镜在光无源器件———光纤准直器中的应用,讨论了自聚焦透镜和光纤之间的耦合及光纤准直器之间的耦合,计算并测量了光纤准直器的损耗,提出了改进办法.

一种新型的光纤垂直位移传感器研究

设计了一种由GRIN透镜和菱形光闸反射体构成的光强度调制的垂直位移光纤传感器。对系统的输出光强与垂直位移之间的耦合关系进行了分析,给出了理论计算以及仿真,结果表明:两者之间存在着良好的线性区间,系统的量程和灵敏度直接与菱形光闸反射体结构大小有关。整个系统具有结构简单、动态范围宽、灵敏度可调、抗电磁干扰等特点。

梯度折射率微球回归反射材料的研究

提出一种回归反射面材的新结构,以梯度折射率微球代替传统的超高折射率匀质玻璃微球.利用四阶RungeKutta方法进行光线追迹的理论计算,确定了制作新型回归反射面材的工艺参数.结果表明,按此条件制作回归反射面材可大幅度降低原先对折射率的过高要求,并显著提高回归反射的性能.

微型准直透镜的研究与设计

自聚焦透镜与多模光纤的折射率分布都遵从平方律分布 ,基于这个事实 ,进行了以多模光纤生产工艺制造微型准直透镜的研究和设计。结果表明 ,该微型准直透镜用作单模光纤准直器 ,具有良好的准直性能 ,该器件较之自聚焦透镜 。

光纤旋转连接器耦合误差分析

针对2根光纤进行无接触动态连接时机械精度及装配技术都无法满足需要的问题,对光纤旋转连接器耦合误差进行分析。在分析光纤准直器中光线轨迹的基础上,建立一种光纤准直器插入损耗和耦合效率理论模型,从径向偏差、轴向偏差和角度偏差3个方面进行规律分析,并通过实验数据获取了误差对光路传输损耗的影响规律,得出光纤准直器耦合损耗对于角度偏差最敏感,径向偏差次之,轴向偏差影响较小的结论。该研究实现了光纤旋转连接,为研制单/多通道光纤旋转连接器提供了理论依据。

非线性变折射率纤维透镜理论

本文对非线性变折射率纤维透镜进行了分析,利用高斯光束在非线性变折射率纤维中传播的稳态自聚焦理论以及在线性介质中传播的ABCD定律,导出了计算这种透镜的焦距及束腰半径的解析表达式。

光纤准直器结构研究与设计

从理论上对自聚焦透镜进行了分析,并论述了光在自聚焦透镜中的传播规律。进而提出了光纤准直器的设计结构,并通过实验验证,利用这种方法设计的光纤准直器具有低的插入损耗和高的回波损耗,能成功用于光环行器中。

晶状体功能失调指数与视力、晶状体混浊程度相关性分析

目的探究晶状体功能失调指数(DLI)与年龄相关性白内障患者LogMAR视力、晶状体混浊程度分级系统Ⅲ(LOCSⅢ)分级评分的相关性。方法纳入年龄相关性白内障患者48例(96只眼)组成白内障组。另随机选取同期就诊于沧州眼科医院的同年龄段健康体检者40例(80只眼)组成健康组。观察指标有LogMAR视力,晶状体混浊程度(LOCSⅢ分级体系判断并评分),晶状体功能失调指数DLI值(采用iTrace视功能分析仪测量)。结果(1)白内障组患者LogMAR视力(t=23.326,P=0.000)、LOCⅢ分级晶状体核的混浊程度(NO)评分(t=32.427,P=0.000)、LOCⅢ分级晶状体核的颜色(NC)评分(t=27.987,P=0.000)均高于健康组,均有统计学意义;白内障组DLI值低于健康组(t=32.453,P=0.000),差异有统计学意义;(2)年龄相关性白内障患者DLI与LogMAR视力(r=-0.626,P=0.000)、LOCSⅢ-NO评分(r=-0.516,P=0.000)、LOCSⅢ-NC评分(r=-0.495,P=0.000)均呈负相关;LogMAR视力(t=6.834,P=0.005)、LOCSⅢ-NO评分(t=7.002,P=0.004)、LOCSⅢ-NC评分(t=6.491,P=0.006)是年龄相关性白内障患者DLI值的密切相关因素;DLI对年龄相关性白内障患者诊断的曲线下面积(AUC)为0.857。结论年龄相关性白内障患者DLI与LogMAR视力、LOCSⅢ分级评分呈负相关,DLI对年龄相关性白内障有诊断价值,值得临床筛选借鉴。

一类梯度折射率微球透镜成像质量的评价

应用光线追迹的方法对一类用悬浮扩散共聚法制成的聚合物球对称梯度折射率微球透镜进行纵、横向球差的理论计算。结果表明:这类梯度折射率微球透镜成像的纵、横向球差较均匀介质球透镜大幅度降低,适合应用于集成光学和微小光学系统。进一步计算提示,若将这类梯度折射率微球透镜球心至表面折射率的差值提高到(理论预期的)0.04左右,成像质量将能得到更大的改善。

高斯光束经抛物形发散梯度折射率棒透镜的变换公式

用变分法以及 ABCD 定律,导出高斯光束经过抛物形发散梯度折射率棒透镜的变换公式。

高斯光束通过非线性抛物形梯度折射率棒透镜的变换

本文导出了高斯光束通过非线性抛物形梯度折射率棒透镜的变换公式。结果表明,它的变换特性依赖于光功率、入射光束的束腰、物距以及透镜参数。