检索结果-南通市图书馆

光子学报 2022年第5期51卷 166-178页

作者：郑怡茵秦飞(指导) 李向平暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信重点实验室广州511443

与传统体材料光学透镜相比,平面衍射透镜具有加工制备容易、体积轻薄、便于集成等显著优势。同时,基于衍射效应的光学聚焦机制也为实现灵活的光场调控提供了便利。近年来,在光学超振荡理论的指引下,基于平面透镜的远场超衍射极限光场调... 详细信息

与传统体材料光学透镜相比,平面衍射透镜具有加工制备容易、体积轻薄、便于集成等显著优势。同时,基于衍射效应的光学聚焦机制也为实现灵活的光场调控提供了便利。近年来,在光学超振荡理论的指引下,基于平面透镜的远场超衍射极限光场调控及其应用得到人们的广泛关注。超临界透镜在实现超衍射极限聚焦的同时能有效控制聚焦旁瓣和焦深,成为平面超衍射透镜的重要研究方向之一。本文总结了平面超临界透镜近年来的研究进展,简要概述了超临界透镜的原理和设计方法,对构建超临界透镜的几种光场调控类型及其应用进行了介绍,最后对该领域的未来发展作了展望。

关键词：衍射光学光场调控超临界透镜超衍射极限聚焦超分辨成像

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

从超振荡透镜到超临界透镜:超越衍射极限的光场调制

引用

光电工程 2017年第8期44卷 757-771页

作者：秦飞李向平洪明辉暨南大学光子技术研究院广州510632 新加坡国立大学电子与计算工程系新加坡117583

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应,可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现... 详细信息

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应,可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现对衍射焦斑横向和轴向尺寸的可控调节。与传统的光学透镜相比,平面超透镜具有聚焦能力强,结构紧凑,设计自由度大,利于集成等优点。因其远场超衍射极限的光场调控能力,受到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注和研究。本文介绍了平面超衍射极限透镜光场调控的原理和设计方法。对超振荡透镜和超临界透镜的研究现状及其在远场光学超分辨成像领域的应用进行了分析和讨论,最后对该领域面临的问题及其拓展方向作了展望。

关键词：超振荡透镜超临界透镜超分辨成像衍射光学

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双波长消色散超临界透镜

双波长消色散超临界透镜

引用

作者：吴瑾暨南大学

学位级别：硕士

微纳光电器件在精密设备制造、微纳加工、硅光集成、光学成像检测等方面的应用日益广泛。由于光的波动性本质光学系统都会受限于衍射极限,科学家们找到了多种突破光学衍射极限的方法,光学超振荡技术和受激辐射损耗显微成像技术是两种代... 详细信息

微纳光电器件在精密设备制造、微纳加工、硅光集成、光学成像检测等方面的应用日益广泛。由于光的波动性本质光学系统都会受限于衍射极限,科学家们找到了多种突破光学衍射极限的方法,光学超振荡技术和受激辐射损耗显微成像技术是两种代表性的成果。超振荡透镜在超振荡区域会形成足够小的热点,同时不可避免的产生与热点强度相当的旁瓣,这限制了超振荡透镜的应用场景,而超临界透镜在设计时就有效平衡了焦点强度,旁瓣和热点大小的关系。受激辐射损耗显微镜的双波长共聚焦系统不可避免的会引入像差,如果将超临界透镜与受激辐射损耗技术结合有望简化成像系统和进一步提高成像分辨率。超临界透镜能应用在受激辐射损耗成像系统至少需要满足两个条件。首先是它需要对两种不同波长的激光都有超分辨共聚焦的能力;其次,激发光尤其是损耗光需具有足够的光强才会有很好的超分辨成像效果,因此超临界透镜的聚焦能力要显著提高。我们的工作围绕这两个目标展开。增大超临界透镜的尺寸和使用多阶相位调制都可以提升焦点的强度,我们改进了优化方法和电场计算方式,解决了大口径超临界透镜难以优化的问题。超临界透镜的设计建立在相位调控的理论基础上,常见的几种相位调控方式有透明介质的有效折射率传输相位,散射单元共振相位,以及二维材料的界面相位调控,我们分别设计了基于光刻胶、S纳米单元和原子层厚度的Mo S透镜验证这三种相位调控机制。在这个过程中我们探索了多种加工制备方式并加工了相关的衍射透镜,说明了大口径多阶超临界透镜在制造上面临的困难并给出了可行的解决方案。利用空间光调制器加载超临界相位调控显微物镜的聚焦,实现对双光束的超分辨共聚焦是我们上述工作的拓展,结合优化算法和德拜积分我们设计出了对640 nm,775 nm波长的激光都能实现消色散超分辨聚焦的4阶离散相位,搭建了金颗粒扫描系统,实验测量了加载超临界相位的物镜的焦斑形貌。本文的主要创新点在于我们设计了对双波长响应的大口径消色散超临界透镜,采用8阶离散相位调控的方式极大地提高了超临界透镜的聚焦效率,其聚焦效率可媲美菲涅尔波带片,结合超临界透镜的优化方法设计并验证了可用于物镜超分辨共聚焦的超临界相位,提高了物镜的分辨率。

关键词：超临界透镜消色散大口径超临界相位聚焦效率

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

消像差平面超临界透镜光场调控特性研究

消像差平面超临界透镜光场调控特性研究

引用

作者：李张印太原理工大学

学位级别：硕士

近年来,光学显微成像技术是研究与应用最广泛的成像技术之一,但由于光波动性的本质,其成像分辨率受到衍射极限的限制。突破衍射极限而获得超分辨的聚焦和成像始终是科学研究的热点和难点之一,并将对相关研究领域产生深远的影响。光学超... 详细信息

近年来,光学显微成像技术是研究与应用最广泛的成像技术之一,但由于光波动性的本质,其成像分辨率受到衍射极限的限制。突破衍射极限而获得超分辨的聚焦和成像始终是科学研究的热点和难点之一,并将对相关研究领域产生深远的影响。光学超振荡现象的提出与发展,开辟了一种纯光学远场超分辨成像技术的新思路。通过精心调控空间中衍射光场的分布,可以在远场获得具有超振荡特性的亚衍射光斑。该成像技术的优势在于其成像过程没有倏逝波的参与,不需要超近的工作距离,对于成像样品、照明条件及应用环境等没有特定要求与限制。超振荡透镜(Super-oscillation lenses,SOL)和超临界透镜(Supercritical lenses,SCL)作为该技术的典型代表,得到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注,在多项研究工作中充分证明了其远场超衍射极限的光场调控能力。本文基于超临界透镜的研究现状,开展了对于超临界透镜离轴像差矫正方法的研究;此外,本文还提出并通过实验证明了一种可以在多种浸没介质中工作的环境鲁棒性超临界透镜。本文研究内容主要包含以下几个方面:(1)本文设计了双层和单层两种相位结构调制方式实现超临界透镜的离轴像差矫正。本文开发了一种优化平面衍射透镜离轴像差的算法,设计了一个和相位型平面衍射透镜相匹配的修正层结构,采用迭代优化算法得到该修正层结构的相位分布,并通过与聚焦透镜相配合的双层结构方式实现像差矫正。通过优化算法,将修正层相位结构与聚焦透镜相位结合,组合构成单层复合消像差的相位型平面超透镜,实现对照明光的大角度离轴扫描聚焦效果。本文首先证明了设计的像差矫正方法对衍射受限平面透镜的消像差能力,对于直径为100μm、数值孔径为0.82的大口径菲涅尔波带片,利用双层和单层两种消像差方法,均实现了在±30°入射角范围内的像差矫正。其次对于数值孔径小于0.7的SCL,利用单层消像差方法,在±10°入射角范围内获得了无像差超越衍射极限聚焦焦斑。(2)针对目前关于亚衍射受限光调制的研究都只适用于特定的单一浸没环境,成像物镜只能与其相对应的浸没介质一同使用,改变浸没环境会严重降低其聚焦性能,限制了其应用场景。本文首先建立了一种基于不同成像介质的多目标优化算法,设计了一种对于成像介质具有鲁棒性的浸没超临界透镜,并且可以在不同成像介质中获得具有恒定尺寸的亚衍射聚焦光斑;其次实验证明了浸没超临界透镜在折射率分别为1.0、1.33和1.51的空气、水和油等常用浸没成像介质中的超分辨聚焦特性具有较强的环境鲁棒性。与以往透镜相比,该透镜的有效数值孔径可以保持在0.83左右,并可以使焦斑在三种介质中都表现出相同的317±7 nm横向尺寸。这将带来一种独特的优势,使得本文设计的浸没超临界透镜在生物成像、光捕获和光存储等多个领域具有良好的应用前景。

关键词：超分辨聚焦光学超振荡超临界透镜消离轴像差环境鲁棒性

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

高效相位型平面超临界透镜的设计和制备

高效相位型平面超临界透镜的设计和制备

引用

作者：方玮暨南大学

学位级别：硕士

平面衍射透镜的出现极大地推动了光学透镜的集成化发展,基于matesurface的平面超透镜展示了其轻薄的二维面内结构和灵活的功能设计,但是常规的面内相位设计很难突破衍射极限的限制。近年来,一系列近场和远场突破衍射极限的方法被报道,... 详细信息

平面衍射透镜的出现极大地推动了光学透镜的集成化发展,基于matesurface的平面超透镜展示了其轻薄的二维面内结构和灵活的功能设计,但是常规的面内相位设计很难突破衍射极限的限制。近年来,一系列近场和远场突破衍射极限的方法被报道,但是他们固有的缺陷限制了其实际应用的可能,因此发展一种纯光学的远场无标记超分辨技术成为迫切的需求。随着超振荡理论的提出,超振荡/超临界透镜被广泛报道,实现了纯光学的远场无标记超分辨技术,但是在目前的研究工作中仍然存在着一些需要解决的问题:振幅型超振荡/超临界透镜的较低效率,二元构型引入的高阶衍射和次级焦点,复杂的样品加工制备等都限制了超振荡/超临界透镜的应用推广。针对以上问题,本文重点研究了高效相位型超临界透镜的理论设计,新的加工方法以及透镜阵列应用等内容。在理论设计方面,我们建立了基于瑞丽索末菲衍射积分和粒子群优化算法的理论模型,实现了二元相位型单焦点和光针型超临界透镜的可控设计,提出了新型的多阶相位型超临界透镜,实现了高聚焦效率以及明显限制高阶衍射,次级焦点的能力。在加工制备方面,我们提出了一种协同双模态光刻方法,通过压电平台和扫描振镜实现两种运动轨迹协同控制,可以制造出具有亚衍射极限特征尺寸的复杂三维结构。利用这种优势,加工制备二元相位型光针超临界和具有离散化多阶相位型超临界透镜。研究结果表明,二元相位型超临界透镜可以形成一段长约6μm的亚衍射极限光针,四阶相位SCL可以将光聚焦到横向尺寸为0.40λ/NA(NA为数值孔径)的亚衍射极限光斑中,同时在相同的优化条件下,焦斑强度和焦点区域的能量集中率分别是传统二元振幅型超临界透镜的7.2倍和3倍。在透镜阵列应用方面,我们提出并实验证明了一种大数值孔径超临界透镜阵列,它可以在远场实现亚衍射限制焦斑点阵。所有焦点的光强分布具有良好的均匀性,横向尺寸约为0.45λ/NA(0.75 X艾里斑)。超临界透镜阵列中的基本单元由一系列特征尺寸为微米级的同心圆环组成。利用紫外光刻技术,可以在10分钟内成功地加工厘米级的超临界透镜阵列。本文的主要创新点是我们提出了高效相位型超临界透镜的设计和加工方法,并实现厘米级超临界透镜阵列的应用。我们的研究结果可以解决亚衍射极限平面超透镜的应用障碍,实现从无标签光学超分辨率成像到高精度激光制造领域的重大进步。

关键词：超临界透镜亚衍射极限聚焦改进型双光子光刻多阶相位高效率

来源：

同方学位论文库评论

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：