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。     

高高宽比硬X射线聚焦波带片的制作

相对于软X射线显微成像,硬X射线显微成像对菲涅尔波带片的吸收体厚度提出了更高的要求.采用电子束光刻和X射线光刻复制的方法,在聚酰亚胺薄膜上成功制作了高高宽比的菲涅尔波带片.首先利用电子束光刻和微电镀技术制作了X射线光刻的掩模,然后利用X射线光刻和微电镀制作了高高宽比、线条侧壁陡直的菲涅尔波带片.复制后的波带片最外环宽度500 nm,直径1 mm,吸收体金厚度为3.6μm,高宽比达到7.2,可用于10 keV～25 keV的硬X射线成像.     

利用铁电畴结构直接写入电控菲涅尔波带片

菲涅尔波带片是光学中的一个基本元件.在本文中,通过带电金属电极在53 μm厚的铌酸锂品体表面的扫描,我们利用铁电畴结构制备出了最大半径为913 μm的菲涅尔波带片.在偏置电压的作用下,我们对菲涅尔波带片的聚焦能力进行了研究.主焦点处的光强随着外加电压的变化而变化,我们得到的最大衍射效率在2.0%左右.     

多层介质型太赫兹菲涅尔天线研究

基于菲涅尔波带片透镜的设计原理,设计了三款多层介质结构的菲涅尔波带片天线.该天线采用高增益的波纹喇叭天线提供馈电,工作频段为太赫兹通信第一大气窗口320～380GHz,回波损耗低于-15 dB,增益大于25 dBi.研究了菲涅尔波带片天线的周期数和子区数对天线性能的影响,结果表明随着周期和子区数的增加,增益也会不断的提高,而当波带片直径和喇叭口径面积相比拟时,电磁波损耗较大,并且谐振频率在太赫兹大气窗口内右移.     

高阶贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑的传输特性

文章通过把圆孔光阑函数展开为有限复高斯函数和的方法,用惠更斯-菲涅尔衍射积分,推导出了高阶贝塞尔高斯光束通过具有圆孔光阑的近轴ABCD光学系统的传输近似解析公式,并对高阶贝塞尔-高斯光束通过圆孔硬边光阑的传输特性进行了研究.分析结果表明,衍射特性与截断参数、贝塞尔函数的阶数以及光束的菲涅尔数等因素有关.     

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。     

几类高斯光束通过超高斯光阑衍射的研究

为了研究贝塞耳-高斯光束、空心高斯光束,平顶高斯光束通过超高斯光阑的衍射特性,本文从collins公式出发,采用数值模拟的方法,得到衍射光强的分布结果.模拟结果表明当菲涅尔数为4时候,衍射出现无调制现象,该种光阑有效的抑制了光强的衍射.当菲涅尔数确定时候,空心高斯光束在横截面上衍射光强的分布较为平滑.     

热压印光刻技术复制波带片图形研究

针对只需单次曝光的菲涅尔波带片器件,给出了结合电子束光刻和热压印光刻进行大规模复制的完整工艺路线,即首先采用电子束光刻制作热压印模版,之后用热压印光刻进行波带片的大规模复制,所制得的波带片图形的最外环宽度为250 nm,直径为196μm,环数为196环.初步实验结果表明,这种方法具有很好的重复性和易用性,且可以进行低成本波带片的精确复制.     

激光选择聚焦的响应增强型光电探测器

介绍了一种利用激光选择聚焦的结构来增强光电探测器的光电响应的方法。通过采用工作在传输模式的振幅型菲涅耳波带片,获得了较高的激光收集效率,同时也较好地抑制了背景光。当激光入射时,集成了菲涅耳波带片的InGaAs/InP p-i-n 光电探测器和InGaAs/InP 雪崩光电二极管的响应分别增强了36 倍和4 倍,而当模拟自然光的卤钨灯照射时,集成了菲涅耳波带片的两类光电探测器的响应均被抑制了30%。集成了菲涅耳波带片的探测器显现出对激光信号的较强吸收,对模拟自然光的卤钨灯光源的明显抑制。     

折迭式湍流大气路径中双频光束协方差

讨论了双频光束在用平面镜反射的折选式湍流大气路径中传播时的相关性质,利用Kolmogorov湍流模型导出了相关系数的理论表达式,证明这种光路中双频光束所用的两个波长相差越大,其相关性越差;同直接光路相比,在菲涅尔数较小时,折迭光路上的相关系数较大;而在菲涅尔数较大时,则相反。孔径平滑因子也具有类似的性质。     

偏馈FZPA焦区场特性研究

基于菲涅尔原理提出了一种椭圆形相位修正区域的偏馈菲涅尔区相位修正平面反射面天线（ＦＺＰＡ），在正入射和斜入射等不同情形下，利用物理光学法分析了其聚焦平面的场幅分布。有关结果表明，这种新型的ＦＺＰＡ具有良好聚焦特性，达到了设计目的。     

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。     

光栅衍射缝间干涉因子次极大强度对称性的菲涅耳半波带法证明

本文用菲涅耳半波带法推导出了一个非常有用的次极大位置公式,将该位置公式和振幅矢量法求出的次极大位置结合起来,方便地求出了缝间干涉因子的次极大的强度,证明了缝向干涉因子的次极大强度具有对称性。避免了对振幅矢量法求次极大位置这个方程的直接求解,因为用该方法求出的次极大强度与理论值完全符合,说明菲涅耳半波带法不但可以用来分析单缝衍射,同时还完全能够用来分析光栅衍射。     

A Novel Offset Fresnel Zone Plate Antenna

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｒｅｓｎｅｌＺｏｎｅｐｈａｓｅｃｏｒｒｅｃｔｉｎｇＰｌａｔｅＡｎｔｅｎｎａｓ(ＦＺＰＡ )ｏｒｌｅｎｓｈａｖｅｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｍａｎｙｎｅｗｋｉｎｄｓｏｆＦｒｅｓｎｅｌｚｏｎｅｒｅｆｌｅ     

推导光栅衍射暗纹和次级亮纹位置公式的一种新方法

用菲涅耳半波带法推出光栅衍射缝间干涉因子暗纹和次极亮纹位置公式,其中次极大位置公式在算次极大强度时有着非常重要的作用。     

基于菲涅尔区修正结构的多波束自适应天线

菲涅尔区相位修正结构具有类似于二次曲面的聚焦特性和更好的偏轴扫描特性,将该结构与馈源阵列相组合,并通过用改进的ＬＭＳ算法对馈源阵列输出的自适应信号处理,实现了对来波方向的估计和数字波束形成,从而构成了一类新型的多波束自适应天线。计算机模拟的有关结果证实了其可行性。     

用菲涅尔区聚焦多波束天线实现来波方向估计

菲涅尔区相位修正平板聚焦结构有着一些新的特点,从而可作籽矣焦元件构成多波束天线。该文在基于菲涅尔区相位修正平板结构的多波束天线模型下,利用多信号分类算法同对一维平面内来波方向的设计。通过计算机模拟及对模拟结果的讨论,比较了分别采用噪声子空间和信号子空间进行来波方向估计时的结果,并给出了一些有意义的结论。     

费涅尔透镜的焦区场──谱域法与物理光学法的比较

本文分别采用传统的物理光学法（PO）和全被分析的谱域技术（SDT），分析了费涅尔区板（FZP）透镜的焦区场分布。SDT法的计算结果与文献的实验结果一致。通过对PO与SDT两种方法的数值结果比较可知：对单层FZP透镜，PO分析结果的有效性依赖于透镜的焦距与透镜的费涅尔区下限之比，而SDT则具有广泛的适应性。     

利用Zernike法进行激光小尺度畸变波前的重构

提出利用阵列菲涅耳波带片作为波前分割传感,采用Zernike模式法进行高功率系统激光束小尺度相位畸变波前重构方法。通过数值模拟讨论了畸变波前的纹波尺寸因子、畸变波前的幅度大小对波前探测重构的精度影响,并得到小尺度畸变波前重构的Zernike的优化价数。