菲涅尔波带片的设计与制作

一种有效的实验用波带片的制作方法，详细说明了波带片的设计与制作过程以及各步骤的注意事项，并由实验给出了测试结果。     

电控位相型液晶菲涅耳波带片的特性

利用电场中液晶分子的可控双折射效应对制成电场可调的位相型衍射式菲涅耳波带片。对菲涅耳波带片的原理做了理论分析,测试了其最大衍射效率,给出不同电压Ｆ的不同衍射图像,并对衍射图像的周期性变化做了理论分析。     

铁电畴层波的电光效应

铁电１８０°畴结构在超声波作用下将被诱导出沿畴壁传播的铁电畴层波，其电场导致了构成铁电１８０°畴结构的晶体的电光效应，畴结构的光率体发生了改变，晶体的主折射率受到激发铁电畴层波的超声波的调节。这一效应在声光控制和超声检测方面有应用价值。     

基于TFT-LCD的相位型菲涅尔波带片生成的中空光束

中空光束具有特殊的物理性质,在光信息处理、微电子学、同位素分离和分子光学等领域有着广泛的应用。本文提出采用TFT—LCD制作相位型菲涅尔波带片,平面波经TFTLCD衍射生成中空光束。实验结果表明,基于TFT—LCD的菲涅尔波带片生成的中空光束具有实时可调、快捷和精确等优点。     

光控菲涅耳波带片扫描天线

描述了基于光生等离子体效应的瞬态毫米波菲涅耳波带片扫描天线的工作原理.模拟计算了高阻硅片在不同激光光强照射下对毫米波的透射率,设计了毫米波在以不同偏离角入射时菲涅耳波带片的结构.分析了激光照射硅片形成不同焦距的波带片时天线的增益性质.实验验证了94 GHz波段天线,测试结果与模拟计算结果吻合得较好.     

液晶菲涅尔波带透镜的电光特性研究

液晶菲涅尔波带透镜是基于液晶的电光效应来改变其折射率分布的新型透镜。在频率为100 Hz的交流电压驱动下,用UV-Vis 8500型紫外/可见分光光度计测量了液晶菲涅尔波带透镜三基色R(700.0 nm)、G(546.1 nm)、B(435.8 nm)的电光特性,得到三基色的T-V曲线。分别在0 V、1.0 V、3.0 V下,测量He-Ne激光通过液晶菲涅尔波带透镜后的光强,得到光强分布。结果表明,液晶菲涅尔波带透镜的阈值电压为1.0 V,且随着电压的改变,三基色透过率的变化趋势是一致的。同一波长的入射光在不同电压下通过透镜后,透镜的焦距不同。     

贝塞尔高斯光束经菲涅尔波带片产生特殊聚焦光强分布

基于衍射光学方法,研究了不同阶数的贝塞尔高斯光束经过环形菲涅尔波带片后,在波带片的焦点附近所形成光强分布。入射光束为高阶贝塞尔高斯光束,聚焦区域获得了空心光强分布,入射光束的阶数越高,空心尺寸越大;菲涅尔波带片的数目越多,空心长度越短。入射光束为零阶贝塞尔高斯光束,在聚焦区域获得了针形光束和局域空心光束。这些具有特殊光强分布的光束在激光加工以及粒子囚禁等领域有着潜在应用价值。     

产生空心高斯光束的改进型菲涅耳波带片

空心高斯光束是一种不携带轨道角动量的空心光束,它的暗斑尺寸较小,函数公式简单,在原子引导、粒子操控、光通信等领域具有潜在应用价值。近年来,关于波带片的研究不断深入,通过使用等效光瞳函数理论,说明了波带片的焦平面复振幅分布函数正比于其等效光瞳函数的傅里叶-贝塞尔变换,可以通过此关系设计产生空心高斯光束的波带片。作为一个应用,分别计算了用来产生一阶、三阶、六阶空心高斯光束的波带片的等效光瞳函数,据此设计了这三个波带片的结构参数,并研究了改变波长和焦距对波带片结构参数和暗斑尺寸的影响。基于瑞利-索末菲衍射积分对这三个改进型菲涅耳波带片的焦平面光场进行仿真模拟,仿真结果与预期相符,验证了使用等效光瞳函数法设计波带片的可靠性和精确性。     

多台阶相幅型菲涅耳波带片的矢量衍射

用矢量Rayleigh-Sommerfeld(VRS)衍射理论分析计算了高数值孔径多台阶相幅型菲涅耳波带片(M-SHFZP)的聚焦场分布。当线性偏振光垂直入射到M-SHFZP,结果显示:1)由于薄膜透射率随着刻蚀台阶深度发生变化,致使实际的M-SHFZP的聚焦强度小于多台阶纯相位型菲涅耳波带片(M-SPFZP)的聚焦强度,但是M-SHFZP的聚焦光斑大小基本上与M-SPFZP的相同;2)聚焦光的强度随着台阶数的增加而增加,但聚焦光斑的大小不随台阶数变化;3)对于低数值孔径的M-SHFZP,光轴上的强度呈现一个多焦点分布,但是对于高数值孔径的M-SHFZP,高级焦点的强度被大大抑制。台阶数愈多,数值孔径愈大,抑制高级次焦点的能力愈强。VRS矢量衍射理论的计算结果与时域有限差分法(FDTD)模拟结果基本一致。     

铁电畴层波的弹光效应

铁电１８０°畴结构在超声波作用下将被诱导出沿畴壁传播的铁电畴层波，其应变场导致了构成铁电１８０°畴结构的晶体的弹光效应，畴结构的光率体发生了改变，晶体的主折射率和双折射率受到激发铁电畴层波的超声波的调制，这一现象在声光控制和超声检测方面有应用价值。     

Offset Fresnel zone plate antennas

The theory of offset Fresnel zone plate antennas is presented. Explicit formulae for the design of the zone boundaries for the offset Fresnel zone plate are given. Theorectical equations and numerical results for the far-field analysis are presented. It is found that when the offset angle increases, the zone boundaries become more elliptic and the plate becomes more asymmetric in the E-plane. With the number of full wave zones and the plate width in the W-plane fixed, the plate width in the E-plane increases with the offset angle, which keeps the projected aperture area constant. Within a limited range of offset angles, the offset configuration can be employed without degrading the radiation performance much. For large offset angles, however, the asymmetry of the configuration may lead to increased sidelobes and decreased antenna directivity. An experiment with one particular phase reversal zone plate antenna with 30° offset angle shows good agreement between the measured antenna pattern and the theoretical prediction.     

Design of objective lens with reflective spherical Fresnel zone plate

An objective lens composed of a spherical Fresnel zone plate mirror and aspheric mirrors is designed.The Fresnel zone plate with a spherical shape is analyzed, and the method to approximately replace the aspherical mirror with spherical Fresnel zone plate is deduced. The objective lens is designed with a single spherical Fresnel zone plate mirror and three aspherical mirrors. Under the condition of 100 × magnification,2.5 Fresnel number and 120° field angle, the modulation transfer function can reach above 40% at 0.6 line pairs/mm on the magnification side, and the distortion is less than 2.2%. This method can provide a reference for the application of Fresnel zone plate in visible light imaging, and has a bright future with the continuous development of the fabrication technique of Fresnel devices.     

用深紫外光刻波带片制作全息透镜阵列和椭圆波带片

本文报道用电子束扫描和深紫外曝光获得的离子刻蚀波带片的一级衍射波和二级衍射波干涉,分别在银盐干板和光致抗蚀剂上制作平面全息透镜阵列和椭圆波带片,并给出用它们聚焦和成像的实验结果。     

相位阶跃变化型太赫兹波带片

对相位阶跃变化型太赫兹波带片衍射效率进行了理论研究。根据标量衍射理论,相位阶跃变化型波带片可以完成对高斯光束太赫兹波的聚焦。相位阶跃变化型波带片的衍射规律与薄透镜聚焦的规律相似。对其在光轴以及焦平面上太赫兹强度分布及衍射效率进行了模拟,通过与相位连续变化型,台阶型波带片的衍射效率进行对比分析,结果表明相位阶跃变化型波带片具有更好的衍射效率和性能。计算了一种相位阶跃变化型太赫兹波带片的加工尺寸,适合微机械加工法,有很好的应用价值。     

Multilayer phase correcting fresnel zone plate reflector antennas

Owing to its flat nature and light weight etc., the Fresnel zone plate antenna is becoming very attractive for such applications as DBS reception and receive-only VSAT. The disadvantages of low efficiency and high sidelobes of the simple and the phase reversing zone plates can be improved by using phase correcting techniques. In this paper, a systematic investigation on the efficiency and sidelobe performance of subzone phase correcting zone plate antennas is presented. The design of a form of multilayer phase correcting zone plate reflector is described. A quarter-wave zone plate reflector constructed with three dielectric layers and metallized rings is reported, with measured peak efficiency of 55 per cent.     

基于偏振光时域反射技术的分布式光纤传感器

首先介绍了偏振光时域反射技术(POTDR)的基本原理及发展现状,并重点介绍了几种典型调制效应(电光效应、Faraday效应以及弹光效应)的基本原理及其在POTDR分布式光纤传感器中的主要应用模式,以及POTDR分布式光纤传感器对现代监测系统的意义。最后,提出POTDR光纤传感器在实际应用中存在的问题与不足,并对其应用前景和发展方向进行了展望。     

波带板法检测凹非球面的研究

非球面在光学系统中占有重要的地位,但其应用一直受到光学加工和检测技术的限制。波带板（Zone plate）法是对非球面进行检测的重要方法之一。文章详细介绍了波带板检测法的原理以及波带板的计算、制作过程,并针对在实际应用中,由于入射光和反射光两次通过波带板后有多级衍射光,导致不容易判别在什么位置才能方便观察,以及哪一组干涉图样才能正确反映反射镜信息这个问题,对整个检测过程进行了衍射模拟计算,为实验检测提供了参考。最后,通过实验检测,并与其它检测方法得到的结果进行比较,证明了所得结果的正确。