基于均匀照明的光学器件研究

采用非成像和自由曲面设计方法,对反射器和透镜这两类光学器件进行了二次光学设计和研究,获得了具有均匀圆形照明特性的光学器件.通过编程计算构造出光学器件的几何轮廓,并对光学器件模型进行了模拟仿真,获得了良好的均匀圆形照明光斑.设计出的二类器件其圆形照明面照度均匀性均达到90%以上,适合于对均匀性要求较高的室内照明.该设计为实现大功率LED均匀照明提供了一种有效的设计途径.     

基于频率依赖反馈的可调激光频域双稳态的理论研究

为了克服传统的电光混合反馈型频域双稳器件的速度低噪声大等缺点,采用非线性光纤环形腔作为频率反馈元件,提出了一种新颖的全光反馈型可调激光频域光学舣稳器件.根据系统的非线性响应和频率依赖反馈响应,建立了光学双稳态参量方程.山双稳态参量方程出发,对频域光学双稳特性以及双稳态的可控操作进行了详细的数值研究.讨论了光学双稳态的开关响应速度.结果表明,这种全光纤激光双稳器件可以实现光强驱动舣稳态和增益驱动双稳态.调节环形腔的增益或损耗可以改变光学双稳曲线的位置和形状,实现可控的全光双稳态操作.光学双稳态在频域上的快速跃变可以用来实现激光波长漂移监测和传感.光学双稳态的响应时间为纳秒量级,双稳开关是超快的.     

光学芯片仿真系统图形编辑器的设计与实现

随着集成光学的快速发展,光学器件布局的集成度和复杂度越来越高,器件结构越来越精密,光学芯片仿真软件变的尤为重要。传统的通过实验的设计方法,为光学芯片的设计带来极大困难。为此该文研究并实现一款光学芯片图形编辑器来完成光学器件的布局操作,最后给出仿真实例的仿真结果。     

单管半导体激光器光学系统热特性

激光器光学系统的热效应会影响激光的传输和激光器的使用,为了研究热效应对半导体激光器光学系统的影响,利用ANSYS有限元软件对多单管激光器单元模块进行了热应力分析.模拟分析了光学器件对应输出功率的热特性,并通过Matlab软件利用Zernike多项式进一步拟合分析了输出功率对应系统光学器件的光学特性.结果表明:光学元件在热效应的影响下像差主要为像散,为后续像差补偿方式的设计提供指导.     

采用二元光学技术设计PS互连网络器件

介绍了一种利用二元光学技术设计制作二元 PS(Perfect Shuffle)互连网络器件的方法,这种器件可以很简单地实现二维光学 PS 网络,而且具有重量轻,微型化,性能稳定,互连效率高等特点.分析了二元 PS 器件的串音问题,互连效率以及菲涅耳透镜的相对孔径与波长,光刻极限之间的关系.     

硅基谐振结构中非线性光学效应导致的光学传播参数非互易分析

研究全硅基光学二极管,即在硅基芯片上实现非互易光学传输,是一项具有广泛应用前景并极具技术挑战的研究课题。采用硅基谐振结构微纳器件中非线性光学效应,完成光学非互易传输,是当前实现硅基光学二极管的重要方法。结合硅基波导中的非线性光学效应的基本原理,以及谐振结构微纳器件的基本模型,分析了硅基谐振结构微纳器件构成的光学二极管中的非互易传输问题。仿真结果表明,依靠谐振结构中的非线性光学效应产生的器件非互易特性仅存在于特定频率,这种非互易性在谐振波长附近的一段频率区域较为明显,考虑3 d B以上的非互易传输比率区间,区间宽度累计可以达到10.6 GHz以上。分析了微环耦合系数对硅基光学二极管的非互易传输比率的影响,得出结论:精确控制波导的耦合系数,使得微环工作在接近临界耦合的状态,有助于提升器件的非互易传输比率。     

一种多频道全息光子晶体滤波器

为了满足光学器件实现真正集成化的要求,提出一种基于光子禁带的全息光子晶体的多频道滤波器.在同一个记录介质上记录多个周期结构,可以在可见光频率范围内产生一系列光子禁带.通过改变制作波长,可以控制禁带的位置和宽度,从而实现多通道的光学滤波.     

基于光学性能参数测试的CCD摄像系统设计

传统的光学性能参数测试系统的测量结果受人为主观因素影响较大.为了提高光学性能参数的测试精度,采用高分辨率CCD作为测量器件,经自动对焦和图像处理,由计算机直接给出测量结果,消除了人为因素影响,提高了测量准确度,操作更加方便、快捷.本文针对CCD摄像系统所需要的特殊的要求,做出了分析和设计,基本上满足了测量各种光学性能参数时的要求.     

平面集成微透镜阵列的研制

介绍了集成微透镜阵列光学器件,建立了开孔式离子扩散的数学模型,并对求解结果进行了分析和讨论。设计了离子交换型平面集成微透镜阵列的工艺流程及具体工艺参数,并研制成功该器件且给出其光学特性参数。     

光学芯片FD-BPM算法的系统实现

随着光电子集成和各种平面波导器件的集成度和复杂度越来越高,光器件的结构越来越精密,光学芯片仿真设计软件变得越来越重要。该文介绍了自行开发的光学芯片仿真软件的模拟仿真模块的实现过程,这一仿真过程是利用有限差分光速传输法算法来实现的。最后还给出了软件对光波导器件进行仿真所得到的结果。     

衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用

衍射光学元件是利用表面浮雕结构对光波进行调制的元件．通过对比折射元件分析了衍射元件用于成像系统的特点,如任意相位分布、特殊色散等性质．探讨了衍射光学元件在现代成像系统中的应用优势,它与折射元件相结合可以实现许多传统光学系统不能达到的目标．     

二元光学元件及其应用

二元光学的研究与应用是２１世纪重点研究课题之一,它将使应用光学领域发生革命性的飞跃。在研究二元光学元件发展过程的基础上,简要介绍了二元光学元件的设计与制造工艺,列举了在图形识别、视力矫正、生物视觉模拟系统等几方面的应用,并对其应用领域及发展前景做了简要分析,为二元光学的进一步研究打下基础。     

动态光学系统的物象共轭理论

本文将光学成象系统抽象为动态光学系统,通过对动态系统的分析研究,导出动态光学系统的物象共轭关系。该关系式在更高层次上概括了光学系统的物象关系,使得对各种存在运动组元的光学系统的研究(如:变焦系统、稳象系统、扫瞄跟踪系统、光学模拟系统及光学系统动态调整、动态误差分析等等)公式及方法得以统一。     

大功率光触发晶闸管光能量传输系统的研究

本文从提高光能量传输系统效率出发,提出了光学元件选取原则;就国内外现有适于作光传输系统的光学元件的性能作了比较;从理论上推出计算光传输系统耦合效率更为精确的方法,并立足于元件的国产化,用选取的国产光学元件制作了一实际的光能量传输系统。     

二元光学器件光刻掩模的设计与制作

针对红外折/衍混合光学系统中八台阶二元光学器件以及套刻制作的特点,采用相位转化的方法对光刻掩模进行了结构参数的优化设计。探讨了掩模制作的工艺过程,采用激光直写方法制作出三块不同参数的掩模。同时,对关键技术环节进行了研究,并对掩模制作误差进行了分析。     

一种应用于光学分析仪的新型测量系统

介绍了一种基于自适应光强控制的测量系统,对于硅、磷等采用光电比色法的在线监测仪表,该系统能够消除它们在在线监测中存在的诸如：光源波动、长期运行的光窗结垢和腐蚀、元器件老化等问题。提高了仪器测量的精度及准确性。     

全息象素的设计和它的色度学分析

本文提出了用于大屏幕显示的全息象素的概念。设计了用于全息象素的复合全息光学元件和离面空间滤波器。分析和计算了全息象素的色度学参数。实验结果表明:全息象素在光能利用率上优于光学象素;全息象素彩色显示的三基色与光学象素彩色显示或阴极射线管彩色显示的三基色相比,占有更大的色空间。     

空气间隙对多层衍射光学元件衍射效率的影响

基于多层衍射光学元件的衍射效率表达式,推导出多层衍射光学元件空气间隙与其衍射效率的数学关系,并建立其关系的数学模型。基于其数学模型,分析了空气间隙、周期宽度、工作波长对多层衍射光学元件衍射效率的影响。以8~12μm波段的多层衍射光学元件为例,其基底材料分别是硫化锌（ZnS）和硒化锌（ZnSe）,以特定周期宽度研究了多层衍射光学元件空气间隙大小对其衍射效率的影响。     

InSb量子点的微观结构及其光学性质

采用水平滑移式液相外延技术制备了不同形貌的InSb量子点,并利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)和Raman光谱研究了量子点的微观结构及其光学性质.SEM表明制备的InSb量子点易发生团聚,其粒径随着过冷度的增大而增大.EDS谱中出现了量子点的In和Sb元素峰.在182 cm-1波数处,Raman光谱中观察到InSb量子点的横向光学声子(TO)模式.     

光学透射元件双面减反射膜的非对称性及其分析

分析了由于光学透射元件双面减反射膜不对称所引起的光学性能变化，以双面镀膜的平均玻璃模型为例，对ＭｇＦ２薄膜进行了计算和分析，得到了不同工作条件，不同要求下的双面膜厚度的许可误差容限。