圆环达曼光栅

提出了一种新型的衍射光学元件--圆环达曼光栅,它可以实现等强度分布的圆环衍射场.轴对称的结构以及独特的衍射特性使其具有广泛的用途.     

用于激光加工中的矩形孔径Dammann光栅光束变换技术

针对大功率激光加工对光束空间强度分布的实际要求,提出了一种用二元光学元件对光束进行变换的方法,即利用均匀采样的矩形孔径Dammann光栅对激光高斯光束进行光束变换,可满足任意点阵分布的输出要求.以线状、均匀、环状和非均匀分布的光强输出为例,介绍了矩形孔径Dammann光栅光束变换技术的设计原理及实现方法,结果表明输出光强分布具有较高的衍射效率和均匀性.将均匀和非均匀分布的输出光束应用在激光加工技术的表面强化上,结果表明试样表面的硬度和耐磨性等力学性能均有提高并且强化层具有较好的均匀性.     

达曼光栅的计算机辅助设计

达曼(Dammann)光栅作为一种常用的分束器件,在光互连、光通信、光计算和多重成像等领域已广泛应用。在介绍Dammann光栅设计原理的同时,重点论述了Dammann光栅的计算机辅助设计过程。     

利用二元光学进行闪耀光栅的设计

详细介绍了一种基于二元光学的闪耀光栅的设计方法,并利用傅立叶变换和二元光学理论推导了此光栅的衍射效率公式以及实现闪耀的条件,并利用matlab分析了各级衍射效率,证明可对特定级次实现闪耀。     

基于扩展孔径波达方向矩阵法的高精度二维DOA估计

该文针对扩展孔径会产生估计模糊的现象,提出一种高精度扩展孔径波达方向矩阵算法。算法由个阵列单元组成双平行阵列几何结构,利用阵列传感器沿轴和沿轴的不同间距,分别构造波达方向矩阵,由此计算出高精度模糊的方向余弦估计和低精度无模糊的方向余弦估计,然后利用低精度无模糊的方向余弦估计值对高精度模糊的方向余弦估计值进行解模糊处理,得到高精度无模糊的方向余弦的估计值。该算法无需配对运算和2维搜索,是一种低运算量高精度的算法,计算机仿真实验验证了该算法的性能。     

消偏振二维二元闪耀光栅设计

为减小成像光谱仪的偏振敏感度并提高其定量化探测精度,提出一种透射式消偏振二维二元闪耀光栅。它在两个正交方向上都具有周期性槽形单元,每个槽形单元包含7个子周期。每个子周期的介质占空比在两个方向上是独立的,可同时调制TE和TM偏振态的等效折射率,以此优化光栅偏振特性。本文将等效介质理论拓展到二维情况,设计了以熔石英为基底,工作波段为0.6~0.8μm的高衍射效率消偏振二维二元闪耀光栅。光栅两正交方向周期分别为3.31μm和0.473μm。仿真结果表明,在参考波长0.7μm处TE和TM偏振态衍射效率分别为79.5%和79.6%,0.6~0.8μm波段范围内TE和TM偏振态衍射效率均高于70%,偏振敏感度低于2.6%。与一维二元闪耀光栅相比,二维二元闪耀光栅具有高衍射效率、低偏振敏感度和易制作的优势。所得结论可用于指导实际应用中透射式二元闪耀光栅的设计,可望在光栅型高光谱成像仪中得到应用。     

基于传播算子的声学矢量传感器阵列 扩展孔径二维DOA估计算法

 本文提出一种基于传播算子的声学矢量传感器阵列扩展孔径二维DOA估计算法.首先,利用传播算子方法得到一组高精度模糊的DOA估计值;然后,利用声学矢量传感器的特点得到另一组低精度无模糊的DOA估计值;最后,利用无模糊估计值对模糊估计值进行解模糊处理,得到高精度无模糊的DOA估计值.提出的算法无需进行特征值分解或奇异值分解进行信号子空间/噪声子空间的估计.与基于ESPRIT的算法相比,提出的算法的计算量约为信号个数与声学矢量传感器个数的四倍之比.计算机仿真结果表明在信噪比不是很低时,提出的算法与基于ESPRIT的算法具有相当的估计性能.     

二元矩形位相光栅用于高斯光束的空间整形

本文研究了透射式二元矩形位相光栅实现高斯光束空间整形的基本原理,并作了理论推导;提出了光栅加工的技术指标,对实验工作作了具体描述,并分析了实验结果。透射式二元矩形位相光栅的主要技术指标为:栅槽宽度:1.5mm;栅槽深度:0.55μm;光栅有效尺寸:15mm;透射率:大于90%;波长覆盖:0.55μm～0.65μm;破坏阈值:平均功率10W。整形参数:功率效率:大于75%;能量效率:大于90%;衍射距离要求:大于10m;整形后光束强度的径向非均匀起伏:小于9.3%。     

三波段共孔径模块化光学系统设计

为满足对空间碎片的检测与跟踪,增强对空间碎片的分析预测能力,设计了一款可见、红外和激光三种光路共孔径一体化的光学系统。其基本指标为可见光谱段400～850nm,视场2°×2°,焦距3667mm,入瞳直径100mm;红外谱段75～95μm,视场2°×2°,焦距190mm,入瞳直径95mm;激光谱段10644±05nm,视场06mrad,焦距370mm,入瞳直径100mm。三光路共用离轴三反结构,通过分析设计自由曲面面型使一次像面具有较好成像质量和共轴对称特性。在激光和红外通道一次像面前反向放置楔形平板校正分色片产生的像散,使两通道前组可完善成像,进而中继系统具有同轴特性且可独立测试、装调。通过对各光路的像差分析及优化,可见光系统在特征频率200 lp/mm 处,MTF值为 044,红外系统2×2像素内能量集中度接近衍射极限达到80,激光系统Φ30μm范围内能量集中度大于93,各通道成像效果均达到较高质量,此系统有效降低了装调难度,还可根据需求模块化更换中继系统,在空间碎片探测定轨领域具有广阔应用前景。     

纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备及特性

在850 nm波长垂直腔面发射激光器的基础上制备了纳米孔径垂直腔面发射激光器.当小孔尺寸为400 nm×400 nm时,在25 mA驱动电流下,其最大输出光功率达到了0.3 mW,功率密度约为2 mW/μm2.文中介绍了纳米孔径垂直腔面发射激光器的制备工艺,并对它的光谱特性和寿命特性进行了分析.     

偶数束亚波长Dammann光栅结构的矢量衍射优化设计

传统的基于标量衍射理论方法设计的Dammann光栅衍射效率较低。基于严格耦合波理论和遗传算法,介绍了亚波长结构偶数分束数Dammann光栅的设计方法。利用优化程序设计了多个光栅结构并对设计结果进行了分析,讨论了关键参数的选取及设计参数和光波偏振态的变化对分束效率和均匀性的影响。仿真结果表明所设计的偶数束Dammann光栅分束均匀性很好并且分束总效率均达到93%以上,而零级衍射效率均降到了0.64%以下,达到了较好的去零级衍射的效果。     

神经元网络后向传播算法的Dammann光栅设计

提出了一种基于神经元网络后向传播算法的二元光学设计新方法，该法的突出特点是可以获得较快的收敛速度和较好的均匀性。最后给出６个Ｄａｍｍａｎｎ光栅的设计结果。     

利用飞秒激光在玻璃内制作Dammann光栅

利用重复频率为1kHz、中心波长为775mm,脉宽为150fs的飞秒激光在玻璃内部制作了一个7×7点阵Dammanm光栅,使用He-NE激光进行了衍射实验,并对加工误差进行了分析.     

一维周期光栅的菲涅耳衍射研究及光栅常数的测试

基于标量衍射理论研究一维周期振幅型光栅在不同照明条件下的光波场分布,理论上获得了平面波和球面波照明条件下的菲涅耳衍射场的分布特征,并给出实验证明。根据研究结果,提出一种测量光栅常数的方法,并将该方法与用分光计测量的结果进行比较。通过实验证实了所提出方法的可行性。     

传像光纤束耦接镜的设计

在光学耦接镜设计中引入衍射面,根据二元光学元件的三级像差理论,分析了衍射面初始结构参数的求解规律,通过理论计算和ZEMAX光学设计软件的优化,给出工作波长0.8～1.1 μm,焦距33 mm,光学长度为64 mm,采用一个衍射面的耦接镜设计实例.     

有源阵列阵天线系统的热设计

有源阵列天线系统的热设计,一直是有源阵列天线系统设计的关键,热设计的成功与否将直接影响系统的可靠性指标及电性能。文中通过对不同散热方式的对比分析,确定了强迫风冷的解决方案。通过理论计算和计算机仿真相结合的手段,对有源阵列天线的系统风量进行了设计,优化了系统风道结构。     

非对称全息方法制作闪耀光栅的模拟与分析

为了实现全息方法制作闪耀光栅,在对称全息光栅制作方法的墓础上,设计了一种非对称光路进行曝光。模拟了特定显影条件下光栅槽形及其衍射效率光谱。并与理想三角形闪耀光栅比较。结果表明：模拟槽形具备闪耀光栅槽形特征,其正一级衍射效率谱线与相应闪耀光栅非常接近。     

提高激光束整形质量的新方法

从设计优化算法和拟合方法两方面,研究了提高二元光学元件(BOE)激光束整形性能的方法。利用盖师贝格-萨克斯通(GS)算法和平滑修正法相结合的混合算法以及改进的平滑修正法,在保持顶部均匀性的前提下提高了能量转换效率,在极坐标下得到了高质量的均匀圆光束和空心环形光束输出。研究了元件半径、采样点数和初始半径与拟合精度之间的关系。在Zemax中得到了合理的BOE相位结构,输出光束满足设计要求。