检索结果-南通市图书馆

同方期刊数据库

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

离轴超构透镜设计与特性分析

中国光学（中英文） 2024年第1期17卷 52-60页

作者：胡金高娃赵尚男王灵杰叶昊坤张建萍张新中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

本文提出了一种离轴超构透镜的设计方法,并分析了不同数值孔径、离轴角度等参数对于离轴超构透镜的光谱分辨率、聚焦效率以及仿真结果的影响。利用Lumerical软件分别仿真了参数为NA=0.408、α=13°;NA=0.180、α=13°及NA=0.408α=20°... 详细信息

本文提出了一种离轴超构透镜的设计方法,并分析了不同数值孔径、离轴角度等参数对于离轴超构透镜的光谱分辨率、聚焦效率以及仿真结果的影响。利用Lumerical软件分别仿真了参数为NA=0.408、α=13°;NA=0.180、α=13°及NA=0.408α=20°等多个离轴超构透镜。仿真结果表明:离轴角度与光谱分辨率大小成正相关,离轴角度越大,光谱分辨能力越强,但聚焦效率越低;数值孔径越小,相位分布的覆盖范围越小,会导致仿真聚焦位置与理论值偏差变大。设计者需要根据需求合理平衡数值孔径、离轴角度等参数,最终实现理想效果。本文得出的结论对离轴超构透镜的理论分析和实际应用中的参数设计具有重要参考价值。

关键词：超构透镜离轴超构透镜仿真分析

维普期刊数据库博看期刊

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

自旋依赖强度可调谐的相变超构透镜

红外与激光工程 2022年第11期51卷 224-231页

作者：李洁田喜敏许军伟武婷陈霆枫旷金芝郑州航空工业管理学院材料学院河南郑州450046

超表面是一种基于亚波长各向异性单元结构的超薄平面光学器件,能够在微观尺度下调制电磁波相位、偏振和振幅等,从而实现波前的任意调控。超构透镜作为超表面走向实用化的重要代表,凭借其超强的光波操控能力、超紧凑结构、多功能性及与... 详细信息

超表面是一种基于亚波长各向异性单元结构的超薄平面光学器件,能够在微观尺度下调制电磁波相位、偏振和振幅等,从而实现波前的任意调控。超构透镜作为超表面走向实用化的重要代表,凭借其超强的光波操控能力、超紧凑结构、多功能性及与半导体工艺兼容等突出优点,引起了研究学者的极大兴趣。然而,已报道的超构透镜受限于相位分布设计,难以同时实现偏振复用及强度可调谐聚焦功能;且结构一旦确定,其电磁性能就被锁定,在灵活调制电磁波方面受到很大限制。为此,文中从各向异性单元结构的设计和优化入手,协同PB相位和传输相位,设计了两种能够在不同空间取向(横向和纵向)上实现自旋分裂的Ge_(2)Sb2Se_(4)Te_(1)(GSST)相变超构透镜。通过改变入射圆偏振光的椭偏度,两超构透镜均可实现强度可调谐聚焦性能;通过调控相变材料Ge_(2)Sb2Se_(4)Te_(1)从非晶态逐渐转变为结晶态,两超构透镜均可实现聚焦性能的连续调谐并最终达到“ON”和“OFF”的动态切换。所设计的自旋依赖强度可调谐相变超构透镜有望在多成像系统、机器视觉和显微成像等领域发挥重要作用。

关键词：光学超表面超构透镜相变材料Ge_(2)Sb2Se_(4)Te_(1) 自旋依赖强度可调谐

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

宽带消色差超构透镜研究

中国科学：物理学、力学、天文学 2022年第6期52卷 138-143页

作者：吴一凡王漱明南京大学物理学院固体微结构国家重点实验室南京210093

超构表面因其存在丰富的物理内涵和应用价值,可以被制作成各种光场调控器件.为了优化宽带连续消色差的设计方法,我们依靠超构表面的几何相位和共振相位实现对光学器件中波长不依赖的基础相位与波长依赖的色差相位的拆分,设计出在近红外... 详细信息

超构表面因其存在丰富的物理内涵和应用价值,可以被制作成各种光场调控器件.为了优化宽带连续消色差的设计方法,我们依靠超构表面的几何相位和共振相位实现对光学器件中波长不依赖的基础相位与波长依赖的色差相位的拆分,设计出在近红外波段的消色差反射聚焦镜和反射板.利用在可见光下透明的GaN纳米柱和槽结构,制备了可见光频段的消色差透镜,并首次取得了基于超构表面透镜的全彩成像和视频拍摄.面对数值孔径和通光口径不能同时较大的问题,我们引入超构透镜阵列的体系,不仅获得了成像效果的提升,还可以实现光场成像,这极大地丰富了超构透镜成像的内容和功能.近期,将有相位调控能力的超构透镜阵列与非线性晶体相结合,成功地实现了100个自发参量下转换过程的同时产生.此量子光源可以实现高维路径纠缠光源和多光子源.超构透镜为光学成像和量子光学等领域引入了新的体系和新的物理效应.

关键词：超构透镜消色差光量子信息技术

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超构透镜关键技术的研究

超构透镜关键技术的研究

作者：陈举江苏大学

学位级别：硕士

超构透镜是一种从一定程度上有望替代光学系统的超构表面器件,随着微纳制造工艺技术地不断成熟,超构表面在相位调控方面表现出的巨大优势,使得探究超构透镜相关技术以突破传统光学成像技术的限制成为了热点。和传统光学元件类似,超构透... 详细信息

超构透镜是一种从一定程度上有望替代光学系统的超构表面器件,随着微纳制造工艺技术地不断成熟,超构表面在相位调控方面表现出的巨大优势,使得探究超构透镜相关技术以突破传统光学成像技术的限制成为了热点。和传统光学元件类似,超构透镜在实际设计时依旧存在许多问题,比如说宽视场、连续变焦、偏振控制、色散等等,都会影响成像质量。本文将围绕上述问题中消色差成像和偏振控制成像展开论述,以探究超构透镜在相关问题上的解决方案,主要内容包含以下几部分:1、在可见光波段660nm处,首先探究了横截面分别为圆形、正三角形、正方形的纳米单元设计出不同的超构透镜,与偏振光响应的区别。其次,破坏纳米单元形状的旋转不变性,提出一种新的设计偏振不依赖超构透镜的方案,利用纳米单元阵列对称的方式,设计出能对波长为660nm的圆偏振光聚焦,也能够对线偏振光聚焦的超构透镜聚焦,且聚焦效果类似,没有明显的差异性,验证了偏振不依赖聚焦特性。最后,将可见光波段范围内的不同波长的入射光作为光场条件,进一步验证了该超构透镜具备宽波段聚焦能力,能在600nm～680nm实现偏振不依赖聚焦。2、根据超构透镜构造公式,分析了超构透镜色差产生的根本原因,并且通过增加相移因子修正了超构透镜构造公式。首先,设计了基于传输相位原理用以同时实现基础透镜相位和相移因子的超构透镜,并在近红外波段1000nm～1250nm内实现了消色差聚焦。其次,为了进一步增加相位调控的灵活性,设计了基于几何相位和传输相位联合调控的超构透镜,通过旋转纳米单元的旋转角和修改纳米单元形状尺寸分别实现基础透镜相位分布和相移补偿,并在可见光波段400nm～600nm内实现了消色差聚焦。3、根据不同偏振成像方式所应对具体情况的区别,决定选用实时型分焦平面的偏振成像方式。基于传输相位和几何相位联合调控原理,设计并构建出能够同时对线偏振光和圆偏振光分别响应的纳米单元数据库,通过不断修改纳米单元的旋转角和形状尺寸,以满足不同偏振光聚焦所需的相位分布,在近红外波段950nm处,实现了能够对不同偏振态入射光响应的超构透镜,采用非中心聚焦相位,使得不同偏振态的入射光所形成的聚焦光斑位于焦平面四象限的不同坐标上。

关键词：超构透镜偏振不依赖消色差偏振成像

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

基于光刻胶超构透镜的研究

光学技术 2022年第2期48卷 166-170页

作者：彭嘉陆咏诤文静上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

超构透镜已经成为当前纳米光子领域的研究热点之一。与传统的由TiO_(2)、Si或GaN等高折射率介电质材料组成的超构透镜不一样,文章创新性的提出了一种由新型非高折射率材料光刻胶组成的Pancharatnam-Berry(PB)相位型超构透镜。通过时域... 详细信息

超构透镜已经成为当前纳米光子领域的研究热点之一。与传统的由TiO_(2)、Si或GaN等高折射率介电质材料组成的超构透镜不一样,文章创新性的提出了一种由新型非高折射率材料光刻胶组成的Pancharatnam-Berry(PB)相位型超构透镜。通过时域有限差分数值模拟软件(FDTD Solutions)对所设计的结构进行数值模拟仿真,仿真结果表明:光刻胶超构透镜在可见光波段500~700nm的峰值聚焦效率为58%以及在近红外波段700~900nm的峰值聚焦效率为52%。结果证明了使用非高折射率材料构成的超构透镜也可以实现较好的光场聚焦性能,突破了基于高成本的电子束刻蚀方法设计和加工超构透镜的限制,为未来超构透镜的应用拓展出更广阔的发展空间。

关键词：超构透镜光刻胶聚焦效率

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

超构透镜的色差调控应用

中国光学 2021年第4期14卷 764-781页

作者：林若雨吴一凡付博妍王漱明王振林祝世宁南京大学固体微结构物理国家重点实验室物理学院江苏南京210093

超构表面是由精心设计和排布的亚波长纳米单元组成的平面元件,其可以在微观尺度下调制电磁场,从而实现波前的任意调控。目前,它已被用来灵活地操纵相位、偏振、振幅等各种光学参数。超构透镜是超构表面中相当重要且非常活跃的一个研究方... 详细信息

超构表面是由精心设计和排布的亚波长纳米单元组成的平面元件,其可以在微观尺度下调制电磁场,从而实现波前的任意调控。目前,它已被用来灵活地操纵相位、偏振、振幅等各种光学参数。超构透镜是超构表面中相当重要且非常活跃的一个研究方向,由于其厚度在波长量级,与传统光学透镜相比,能够显著增加光学器件的集成度并且降低结构复杂度。但是,单元结构材料的固有色散以及结构几何形状衍射效应导致的色差会严重影响超构透镜的成像质量,从而限制了其在光电子器件中的潜在应用。本文首先讨论超构透镜控制色差的原理。随后回顾了几种重要的成像应用,包括分立波长消色差,宽带聚焦成像,光场成像等重要的成像系统。最后,本文对超构透镜未来的发展方向和应用前景做出展望。

关键词：超构表面超构透镜消色差色差调控

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于拓扑优化的光纤束端面超构透镜研究

激光与红外 2023年第12期53卷 1897-1902页

作者：焦通林雨王承邈韩业明邓永波中国科学院长春光学精密机械与物理研究所吉林长春130033 中国科学院大学北京100049

超构透镜作为目前纳米光学领域的研究热点,与光纤束集成可充分体现其轻薄的特点,二者的结合有利于推动成像系统的小型化。本文利用拓扑优化方法设计了一种新型的同心环结构超构透镜,并利用纳米3D打印技术完成超构透镜与光纤传像束的集... 详细信息

超构透镜作为目前纳米光学领域的研究热点,与光纤束集成可充分体现其轻薄的特点,二者的结合有利于推动成像系统的小型化。本文利用拓扑优化方法设计了一种新型的同心环结构超构透镜,并利用纳米3D打印技术完成超构透镜与光纤传像束的集成。该超构透镜直径为3047μm,数值孔径(NA)为08,使用白光LED光源进行成像实验,结果表明该超构透镜具有良好的成像性能。本文提出的超构透镜与光纤束集成的小型化成像系统可应用于医疗、工业、军事等多个领域。

关键词：超构透镜光纤束拓扑优化纳米3D打印成像

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

太赫兹大视场宽带消色差超构透镜

微波学报 2023年第S1期39卷 17-21页

作者：周震宇唐星肖亦可丁继根孙飞岳黄伟俞叶峰南京理工大学微电子学院南京210094 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所苏州215123

基于超构透镜的太赫兹成像系统因紧凑的体积受到广泛关注。现有太赫兹超构透镜仅能实现消色差或大视场成像,需要大视场宽带消色差超构透镜来进一步提升太赫兹系统的成像质量。文中介绍了一种工作在0.3~0.5THz,数值孔径0.707,直径10mm,视... 详细信息

基于超构透镜的太赫兹成像系统因紧凑的体积受到广泛关注。现有太赫兹超构透镜仅能实现消色差或大视场成像,需要大视场宽带消色差超构透镜来进一步提升太赫兹系统的成像质量。文中介绍了一种工作在0.3~0.5THz,数值孔径0.707,直径10mm,视场100°的太赫兹大视场消色差硅基超构透镜。该超构透镜采用了二次非球面型相位剖面,减小了轴外像差,实现了大视场;选取了相位和色散满足要求的单元进行布阵,消除了色差。因此,它有望被广泛应用在生物检测、太赫兹成像等领域。

关键词：太赫兹超构透镜消色差大视场

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

基于硒化砷中红外超构透镜的聚焦特性研究

基于硒化砷中红外超构透镜的聚焦特性研究

作者：周孔思宁波大学

学位级别：硕士

超构表面可以对光的偏振、振幅和相位进行灵活调控,这为集成光学器件提供了一个有前途的平台。超构透镜是基于超构表面的光学成像器件。相比传统光学透镜,超构透镜具有平面化、体积小、成本低、易于集成等优点。中红外波段的超构透镜在... 详细信息

超构表面可以对光的偏振、振幅和相位进行灵活调控,这为集成光学器件提供了一个有前途的平台。超构透镜是基于超构表面的光学成像器件。相比传统光学透镜,超构透镜具有平面化、体积小、成本低、易于集成等优点。中红外波段的超构透镜在生物传感、热成像、红外检测等方面将有重要的潜在应用价值,因此高效率宽波段中红外超透镜的研究具有重要的意义。硫系材料在中红外波段的高透射率和易于加工等优点,本论文拟通过参数优化设计高效率宽波段中红外硒化砷超构透镜,以实现中红外波段的高效率聚焦及成像功能。具体的工作如下:(1)蛾眼微结构的结构性能研究。利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,找到8个具有高透射且可以实现2π相位调控的蛾眼基本单元。然后,通过数值计算得到不同偏振光激发的蛾眼结构的斯托克斯参数,以及输出电场各偏振分量的幅度、相位,说明蛾眼结构具有偏振保持特性。(2)中红外传输相位型蛾眼超构透镜研究。利用FDTD Solutions仿真软件构建传输相位型蛾眼超构透镜,并计算不同偏振光激励下的调控效率和聚焦效率。其中调控效率和聚焦效率均接近于90%,表明蛾眼超构透镜具有偏振保持特性。接下来将工作波段调至为3.1 μm-8.0μm,并通过数值仿真计算了其调控效率和聚焦效率,发现从3.1μm-8.0μm波段的调控效率基本保持在80%以上,聚焦效率最高可达90%,表面蛾眼超构透镜具有较好的宽波段效应。最后改变入射光的入射角,发现蛾眼超构透镜在30°入射角情况下比圆柱超构透镜和正方形柱超构透镜拥有更好的聚焦效果,说明相比于圆柱超构透镜和正方形柱超构透镜,蛾眼超构透镜拥有角度不敏感性。(3)惠更斯中红外超构透镜研究。基于惠更斯超构表面理论,通过数值计算得到能够实现2π相位调控的超构透镜基本单元。利用COMSOL Multiphysics仿真软件分别设计圆柱微结构和十字型微结构,并利用FDTD Solutions仿真软件分别构建圆柱惠更斯超构透镜和十字惠更斯超构透镜。然后对其进行光学表征,发现圆柱超构透镜与十字超构透镜整体的聚焦强度都有些偏低,这是因为有些圆柱微结构的透过率相对偏低;而对于十字型超构透镜来说,十字型微结构所能够覆盖的相位低于2π。因此本文最后通过结构优化,设计了圆柱-十字组合型超构透镜,解决了微结构透过率低和没有实现2π相移的问题,使聚焦强度得到显著提高。最后对本论文进行了总结。本文提出的偏振保持、宽波段和角度不敏感的中红外蛾眼超构透镜在斜入射成像方面有着重要应用,但是由于本文设计蛾眼结构在工艺制造方面仍然拥有较大困难,因此本文在惠更斯超构表面的基础上设计了比较容易制造的惠更斯超构透镜,通过圆柱、十字型微结构进行结构优化,并提出圆柱-十字型超构透镜,最终实现了超构透镜的较好聚焦效果。

关键词：中红外硫系材料超构透镜偏振保持宽波段聚焦角度不敏感