二元位相型菲涅尔透镜列阵器件的研制及其应用实验

详细介绍了二元位相型菲涅尔透镜列阵器件（ＢＰＦＬＡＳ）的设计原理、制作过程和测试方法，研制了２４×２４元８阶ＢＰＦＬＡｓ，对０．８４μｍ波长的焦距为４６．５ｍｍ，单元尺寸为１．５×１．５ｍｍ２，衍射效率达７７．３％．有关应用实验表明，该器件具有平行光分束、多路成像及傅里叶交换功能，在列阵发光器件的光学准直，光学相关器等方面有广泛的应用前景．     

均匀会聚菲涅尔透镜设计及性能研究

提出了一种均匀会聚菲涅尔透镜设计方案,透镜基于离轴聚焦设计,采用方形非旋转对称结构,利用光强叠加实现均匀会聚.文章基于该方法建立了几何聚光比分别为56、100、400和900倍,焦距分别为300 mm、400 mm、500和600 mm的透镜模型,并利用光学仿真软件对其聚光性能进行分析.研究结果表明:基于该方法设计的透镜能够较好地实现均匀会聚,且聚光效率和聚光分布均匀度均超过80％,可以满足聚光光伏需要.     

大口径线视场菲涅尔准直透镜设计

针对某一特殊应用设计了一款菲涅尔准直透镜,利用菲涅尔透镜的基面弯曲和单向点列半径的像差控制,实现了一维方向的高精度准直.分析比较了平面菲涅尔透镜与球基面菲涅尔透镜的像差状况,得出了两种结构透镜在本项目应用中校正像差的差异,提出了在类似菲涅尔透镜的应用中像差校正的方案及面型选择的思路.     

菲涅尔透镜提高太阳能利用率的研究

随着经济的发展,能源短缺,太阳能越来越受到重视.采用聚光器可提高太阳照射在单位面积上的能量密度,从而克服太阳能分散性的缺点.本文主要介绍了太阳能聚光器的特点,分析了菲涅尔透镜的结构、优点及成像特性.通过实验,分析了菲涅尔透镜在提高太阳能利用率时的各种损失因素.     

光互连模块中位相型菲涅耳微透镜列阵的研制与应用

本文分析了位相型菲涅耳透镜的设计原理研制了四位相菲涅耳微镜列阵并应用于全交叉光互连网络模块中。制作的菲涅耳微透镜列阵具有单元尺寸小，占空比为１００％，焦距短，易于对准，光强分布均匀的优点，能够满足光互连网络小型化，集成化，模块化的需要。     

基于菲涅尔透镜的新型立体显示系统

利用菲涅尔透镜的光学成像原理来形成立体显示的观看视域。菲涅尔透镜前光源位置的不同,在成像区域所形成的像的位置也是不同和分离的,因而人眼可以分别观看到不同光源的光线。对应于不同光源成像的时候,LCD屏上也是对应着显示左右眼图像对,进而人眼将感受到图像的立体信息.实现图像的立体显示。再利用透镜分别对视域的X、Y、Z向进行扩展,分别形成两个对应于人的左右眼的视域,从而人眼可以在更大的空间自由观看立体图像。采用Samsung 170EU液晶屏,焦距为700 mm的菲涅尔透镜和两组3×4的LED光源作为一个光源组进行实验,在光源距离菲涅尔透镜1925 mm处取得了视窗大小约为X向±20°,Y向深度为20 mm,Z向深度为930～1260 mm的视窗。     

基于自由曲面和菲涅尔透镜的LED汽车后雾灯设计

自由曲面透镜由一组非规则的曲面元组成,由这些曲面元通过改变其方位角度达到理想的配光要求,自主控制后雾灯各个投射区域,有效地控制其光场.菲涅尔透镜可将LED光源发出的光束转化成平行光.根据汽车后雾灯标准GB-11554的配光要求,采用以抛物面为基础的自由曲面和菲涅尔透镜相结合,结合实际的参数,通过3D设计软件Solidw...     

用于LED均匀照明的自由曲面菲涅耳TIR透镜光学设计

为了提高透镜的散热能力,设计了一种新型全内反射（TIR）透镜,该透镜的出射面中央为自由曲面菲涅耳面。采用斯涅尔定律和全反射定律分别求解TIR透镜折射部分和反射部分自由曲面的面形。同时,采用一种菲涅耳透镜的普适设计方法将折射部分自由曲面转变成菲涅耳面。通过蒙特卡洛光线追迹模拟自由曲面菲涅耳TIR透镜的照明效果,结果显示:当光源尺寸为2 mm×2 mm时,其远场照度均匀性为82%,光效为96.6%,透镜质量为21.94 g。与未加菲涅耳面的TIR透镜相比,带自由曲面菲涅耳面的TIR透镜在光效仅下降2%,在照度均匀性未变的情况下,透镜质量减少了约20%。这说明对TIR透镜的自由曲面出射面进行菲涅耳化可明显地缩小透镜的体积和质量,缩短光线在透镜内部的光程,因此可有效提高透镜的散热效率和使用寿命,同时保持良好的照明效果。     

一种高效均匀复合型菲涅尔透镜设计北大核心

针对可见光通信系统中菲涅尔透镜天线无法兼顾高聚光效率和均匀性的问题,设计了一款复合型菲涅尔透镜。通过采用分区法将透镜分成内环区和外环区,提高了菲涅尔透镜的聚光效率,并结合分布式焦点法对透镜结构进行优化,改善了聚光光斑能量均匀性。仿真结果表明,该复合型菲涅尔透镜实现了高聚光效率下的能量均匀分布,适用于高增益、短焦距和小视场角的可见光通信系统。     

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。     

毫米波介质衍射天线的设计和制作

利用衍射光学原理设计制作连续位相结构的Ｆｒｅｓｎｅｌ波带片式的透射毫米波天线,该天线具有重量轻、体积小、增益高、成本低等优点,对该天线进行了实际测量,并对天线进行远场模拟计算分析,计算结果与实测值吻合较好。     

毫米波扩展半球透镜／物镜天线系统辐射特性分析

采用射线追踪和场积分的方法分析了扩展半球透镜／物镜天线系统的辐射特性，给出了计算结果，表明该系统具有良好的辐射特性。通过改变扩展半球透镜的扩展长度，可以实现集成电路与各种准光系统的耦合，具有很强的实用价值。     

聚焦离子束用静电透镜特性的计算

聚焦离子束技术是一项有前途的微细加工技术,聚焦光学系统的设计是该技术的关键之一。本文介绍用于聚焦离子光学系统的静电透镜特性计算程序,该程序可计算任何旋转轴对称静电透镜的特性,可用于寻求球差和色差系数较小的静电透镜的电极结构。     

一种偏馈FZP天线的设计方法

本文通过对FZP反射面偏轴扫描特性进行的分析,基于菲涅尔区相位修正原理,提出一种新型的偏馈FZP反射面天线设计方法,并利用物理光学方法得到一组模拟计算的数值结果。通过与正馈FZP反射面天线的比较,证实了这种反射面天线具有一些很好的聚焦特性。有关数值结果有助于该类天线的实际设计。     

毫米波行波管电子枪设计

分析了毫米波行波管电子枪设计方法与厘米波行波管电子枪设计方法的不同特点,并提出了新的设计方法．     

长波及中波红外鱼眼镜头的计算机设计

按Tchebycheff积分方法计算垂轴像差曲线面积,进而建立基于这种面积的像质指标,以模拟阻尼最小二乘法中评价函数的构思,并将其融合于适应法光学设计程序中,实现两种优化思想的“复合”;借助这种复合优化能迅速改善初始结构,促成鱼眼镜头自动设计过程快速收敛;提出光学自动设计中的虚拟现实技术和多链节——可循环的“病态”处理方法;其中虚拟透镜技术可克服久禁不止的光线“溢出”、摆脱“病态”和求得最简光学结构,虚拟变光阑技术和“病态”处理方法可克服优化过程中的慢收敛、发散、震荡或无优化解的困难,促成快速而稳定地收敛;最后列举了实例.     

部份涂覆吸波材料抑制目标RCS的研究

本文采用混合方法[1]对半球涂覆吸波材料的完纯导电球体目标的RCS特性进行了数值分析及计算。比较了不同曲率半径的球体目标,在不同厚度的半球涂层条件下的散射特性。定性地分析了波在涂层内的传播特征。所得结论,对涂覆材料的工程应用有一定帮助。     

并行角馈双极化微带天线阵的分析与设计

本文提出利用双端口的并行角馈实现双极化天线,并设计了一种新的双极化馈线网络。综合运用了多端口网络模型、腔模理论、分片法和补片法,给出了各天线单元和双极化馈线网络的理论分析方法。实际设计了一副6GHz频段的单层共面的四元天线阵,实测的双端口隔离度达-50dB,其性能明显优越于通常的单层双极化微带天线阵列。     

特殊散射矩阵和极化特性分析

本文利用散射矩阵和单站雷达系统的最优极化状态分析,提出了共极化匹配系数、交叉极化匹配系数和自适应极化匹配系数三个新概念和便于计算的表达式。对三类特殊形式散射矩阵对应的散射问题进行了极化特性分析,并给出了若干结论。