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X射线衍射光学部件的制备及其光学性能表征

光学精密工程 2017年第11期25卷 2779-2795页

作者：陈宜方复旦大学信息科学与工程学院专项集成线路与系统国家重点实验室上海200433

综述了国内外在纳米加工X射线衍射光学透镜方面的研究现状和最新进展。介绍了作者团队过去三年在这方面做的工作。针对衍射透镜关键技术,研发了具有大高宽比形貌的电子束光刻基础工艺;结合金电镀,提出了纳米尺度波带片的制造技术,并将... 详细信息

综述了国内外在纳米加工X射线衍射光学透镜方面的研究现状和最新进展。介绍了作者团队过去三年在这方面做的工作。针对衍射透镜关键技术,研发了具有大高宽比形貌的电子束光刻基础工艺;结合金电镀,提出了纳米尺度波带片的制造技术,并将该工艺成功扩展于分辨率板(Siemens star)和集成光栅型会聚透镜的研制。运用蒙特卡罗模拟和显影动力学,探索了电子束光刻技术所能够实现的最大高宽比以及造成这种限制的物理根源;成功研制了50~100nm的波带片透镜(其中,100nm波带片高宽比为16∶1)、50~300nm的分辨率测试板(其中,300nm测试板高宽比为10∶1)和200nm的会聚透镜(高宽比为10∶1)。对所研制的光学部件在同步辐射光源进行了实验表征。结果表明,100nm波带片聚焦斑尺寸为234nm,测试板和会聚透镜的光学特性与国外同样光学部件到达同等水平;会聚透镜辐照的均匀性为99%。最后,总结了近几年我国X射线衍射透镜的发展进度,指出了衍射光学部件光学性能发展的最大瓶颈是分辨率与衍射效率相互制约,提出了提高光学部件衍射效率的具体途径,给出了我国X射线衍射透镜技术的未来发展路线图。

关键词： X射线衍射光学部件波带片电子束光刻纳米加工会聚透镜分辨率板同步辐射光源

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相关参数对长距离近似无衍射光束质量的影响

强激光与粒子束 2012年第10期24卷 2331-2334页

作者：郑维涛吴逢铁张前安程治明华侨大学信息科学与工程学院福建泉州362021

利用光线追迹法分析了会聚透镜焦距及会聚透镜与轴棱锥的距离等相关参数对双轴棱锥产生的长距离近似无衍射光束传播距离的影响,运用Mathcad对其进行了数值模拟。结果显示:在其他条件不变的情况下,近似无衍射光束的传播距离随会聚透镜焦... 详细信息

利用光线追迹法分析了会聚透镜焦距及会聚透镜与轴棱锥的距离等相关参数对双轴棱锥产生的长距离近似无衍射光束传播距离的影响,运用Mathcad对其进行了数值模拟。结果显示:在其他条件不变的情况下,近似无衍射光束的传播距离随会聚透镜焦距的增大而减小,随会聚透镜与轴棱锥之间距离的增大而增大。通过实验对理论进行了验证,所得结果与理论分析相吻合。

关键词：近似无衍射光束轴棱锥会聚透镜光线追迹传播距离

光通信系统中的新型高折射率差亚波长光栅的研究

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光通信系统中的新型高折射率差亚波长光栅的研究

作者：张敏北京邮电大学

学位级别：硕士

亚波长光栅由于其结构尺寸的亚波长量级(光栅周期小于入射光波长),具有传统光栅所没有的光学特性,同时其微型化的结构可以应用在集成光学领域,因此随着微纳技术的快速发展,亚波长光栅作为重要的微纳光学器件,在全息技术、光谱学、光通... 详细信息

亚波长光栅由于其结构尺寸的亚波长量级(光栅周期小于入射光波长),具有传统光栅所没有的光学特性,同时其微型化的结构可以应用在集成光学领域,因此随着微纳技术的快速发展,亚波长光栅作为重要的微纳光学器件,在全息技术、光谱学、光通信和信息处理等多个领域都得到了广泛应用。在光通信系统中,高折射率差亚波长光栅(High Contrast Sub-wavelength Grating,HCG)是光栅条(高折射率材料)完全被低折射率材料包围的一种亚波长光栅。HCG通过改变光栅参数,可以制作成高性能反射镜、高透镜、偏振器、偏转器,分束器、滤波器等,成为光通信中的研究热点。本论文主要围绕应用于光通信系统中的高折射率差亚波长光栅,对其独特性能进行了理论和实验研究。论文的主要研究内容和创新如下:1、分析了三种分析光栅的方法,即严格耦合波分析法(Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA)、模式匹配法(Model Method)和有限元法(Finite Element Method)。严格耦合波分析法能够更清晰地分析光波作用于光栅后,光栅表面的衍射特性,而模式匹配法则更适合分析光在光栅内部的作用情况。本论文研究的侧重点是光通过光栅以后的透射系数和透射相位,反射系数和反射相位,因此选择严格耦合波分析法更直观。2、研究了光通信系统中的HCG的特性,总结了 HCG在光通信系统中的应用;通过数学工具MATLAB,基于严格耦合波分析法,研究了 HCG的参数变化对其特性的影响。3、利用HCG的高反射特性和波前相位控制原理,完成了 TM偏振光垂直入射时的单层硅HCG会聚反射镜的结构设计。所设计的光栅厚度为1.2μm,总宽度为36μm。通过有限元分析方法,计算可得在波长为1.55μm时,反射率为74.1%,焦距为7μm,焦平面的半高宽(full-width-half-maximum,FWHM)为 0.65μm,实现了很好的会聚反射特性。4、重点研究了波长为1.55μm的TE偏振光垂直入射时的单层硅HCG会聚高透镜的结构设计方法,并针对研究TE偏振光垂直入射时的会聚高透镜设计时出现的“相位不连续”问题,提出了一种新的光栅参数选取算法解决“相位不连续”问题。这种参数选取算法不仅可以用来设计会聚反射镜、会聚透镜,而且也能设计偏转器。5、提出了一种双厚度HCG会聚透镜新结构,并完成了 TE偏振光垂直入射时的双厚度HCG会聚透镜的结构设计。这种会聚透镜结构采用单层硅HCG,厚度为1.3μm和1.2μm,总宽度为26μm。通过有限元分析方法,计算可得在入射波长为1.55μm时,总透射率为72%,焦距为7.2μm,焦平面的半高宽为0.8μm,实现了很好的会聚透射特性。6、在所设计的新型双厚度HCG会聚透镜的基础上,完成一种新型双厚度HCG分束器的结构设计。同时用前面所提出的光栅参数选取算法计算所设计光栅结构的参数,用有限元法对所设计的双厚度HCG分束器进行验证,得到所设计的光分束器结构总透射率达到77.5%,并可以实现功分比1:1的分束。7、完成了 TM偏振光垂直入射时的HCG会聚反射镜的制作,并搭建测试系统测试所制作的会聚高反镜的远场性能。实验测得焦距为11.86mm,当入射光波长为1.55μm时总反射率达到67.7%。

关键词：高折射率差亚波长光栅 HCG 偏振会聚透镜分束器

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对测焦距位移法的一点异议

物理实验 1992年第2期12卷 95-95,81页

作者：陈发贵兰州大学物理系

在几何光学实验中常用物距像距法(简称“u,v法”)和“位移法”测量会聚透镜的焦距,依据的公式分别为f=uv/(u+v)和f=(A^2-l^2)/4A,其中u、v分别为物距和像距,A为物屏与像屏的距离,l为透镜先后两次成像的位移距离,目前国内使用的许多实验... 详细信息

在几何光学实验中常用物距像距法(简称“u,v法”)和“位移法”测量会聚透镜的焦距,依据的公式分别为f=uv/(u+v)和f=(A^2-l^2)/4A,其中u、v分别为物距和像距,A为物屏与像屏的距离,l为透镜先后两次成像的位移距离,目前国内使用的许多实验教材都定性指出,“位移法”

关键词：物距像距法焦距位移法会聚透镜

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表面电离离子源束引出特性

原子能科学技术 1982年第4期 396-399页

作者：林治洲于敬文裴天礼

一、引言表面电离离子源在电磁同位素分离器、质谱计、离子发动机、溅射负离子源等装置中得到了广泛的应用。使用表面源(即表面电离离子源)时,总是遇到离子束的束型问题,即表面源的引出特性问题。表面源由于产生离子的机制不同于气体放... 详细信息

一、引言表面电离离子源在电磁同位素分离器、质谱计、离子发动机、溅射负离子源等装置中得到了广泛的应用。使用表面源(即表面电离离子源)时,总是遇到离子束的束型问题,即表面源的引出特性问题。表面源由于产生离子的机制不同于气体放电离子源,不存在等离子体“弯月面”。离子发射面是电离器表面,它是刚体,不随引出参数和引出束流的变化而变化。因此,用表面源研究透镜效应和束空间电荷的作用是十分有利的。但到目前为止,还未见到对表面源的引出特性作系统的研究。

关键词：表面电离离子源束形会聚透镜束空间电荷

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DVD光学读取头物镜的设计

DVD光学读取头物镜的设计

2004全国光学与光电子学学术研讨会;2005全国光学与光电子学学术研讨会暨广西光学学会成立20周年年会

作者：何良芳黄琳浙江工业大学理学院物理系

提高光盘存储密度的一个重要方法就是增大会聚物镜的数值孔径。提出了一种大数值孔径物镜的设计方法。在低成本的基础上设计出了数值孔径为0.95,近似无像差的会聚透镜。所设计的会聚透镜性能稳定.已得到了实际应用。

关键词： DVD 会聚透镜数值孔径

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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《摄影小知识》

当代矿工 1999年第5期 32-33页

作者：晓艺

1)照像机是由哪几个主要机件构成? 答:镜头、光圈、取景器、测距器、机身、卷片装置、闪光连接点、闪光灯、自拍。 2)什么是镜头? 答:构成镜头主要是玻璃透镜。玻璃透镜又分为凸透镜和凹透镜两种。凸透镜为球面中问厚、周缘薄,也叫正透镜。

关键词：凸透镜凹透镜卷片装置测距器主要机件会聚透镜光连接镜头正透镜照像机

关于凸(凹)透镜对光线起会聚(发散)作用的条件

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安徽教育学院学报 1997年第1期13卷 16-17页

作者：吕洪君

本文讨论了凸透镜对光线起会聚作用成立的条件,指出在一定的条件下,凸透镜也会变成发散透镜。

关键词：薄凸透镜薄透镜发散透镜折射率会聚作用光线凹透镜会聚透镜厚透镜条件

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集会聚发散功能一体化的液晶柱透镜阵列

液晶与显示 2022年第8期37卷 1086-1094页

作者：薛莹莹李靖陆红波徐苗合肥工业大学特种显示技术国家工程实验室现代显示技术省部共建国家重点实验室光电技术研究院安徽合肥230009 合肥工业大学测量理论与精密仪器安徽省重点实验室仪器科学与光电工程学院安徽合肥230009 合肥工业大学物理学院安徽合肥230009 合肥工业大学先进功能材料与器件安徽省重点实验室化学与化工学院安徽合肥230009

本文提出了一种制备集会聚和发散功能一体化的液晶柱透镜阵列的方法。液晶柱透镜阵列呈“三明治”结构,从上到下依次为:上电极基板、液晶层、聚合物柱透镜阵列、下电极基板。为了将会聚和发散功能集成在单一液晶盒中,制备聚合物柱透镜... 详细信息

本文提出了一种制备集会聚和发散功能一体化的液晶柱透镜阵列的方法。液晶柱透镜阵列呈“三明治”结构,从上到下依次为:上电极基板、液晶层、聚合物柱透镜阵列、下电极基板。为了将会聚和发散功能集成在单一液晶盒中,制备聚合物柱透镜阵列的紫外光敏胶的折射率(n_(p))需介于液晶的寻常光折射率(n_(o))和非寻常光折射率(n_(e))之间。通过在下基板表面修饰图案化疏水层,利用亲疏水效应使得紫外光敏胶自组装形成表面光滑、尺寸均一的柱透镜阵列。所制备的液晶柱透镜阵列有两种调节聚焦和散焦功能的方式:一种是改变入射光的偏振方向;另一种是施加电场调控液晶层的有效折射率。实验结果表明:当外加电压从0调节到0.7 V_(rms)时,液晶柱透镜的焦距从−4 mm调节到∞;当外加电压在1~7 V_(rms)变化时,液晶柱透镜阵列的焦距从6.0 mm调节到4.5 mm。该方法制备的液晶柱透镜阵列具有制备方法简单、器件结构紧凑、驱动电压低、调焦范围大等优点,在成像、显示、光通信等领域具有潜在的应用价值。

关键词：液晶柱透镜阵列折射率匹配亲疏水效应会聚透镜发散透镜