空心透镜导管的模拟与设计

采用大口径、高功率激光二极管(LD)阵列的大型全固化二极管抽运激光系统(DPSSLs)能够产生高功率、大能量、高重复频率的优良激光。为了实现对介质的高效抽运，将空心透镜导管应用于大口径高功率激光二极管阵列耦合系统。基于三维光线追迹的数值计算方法，编制了LD纵向抽运耦合系统模拟软件，对空心透镜导管进行模拟与设计，使系统耦合效率超过90％的同时，增益介质表面抽运场具有良好的均匀性，实现了对介质的高效均匀抽运；同时通过改变空心透镜导管的参数进行模拟比较，得出了空心透镜导管设计的经验公式，为大型DPSSLs耦合系统的设计提供了有益的参考。     

激光二极管的自聚焦透镜耦合理论与设计

分析了自聚焦透镜对激光二极管(LD)远离透镜主轴的大发散角光束的耦合公式,利用光线追迹法得到了用自聚焦透镜耦合时自聚焦透镜各个参数对耦合结果的影响,从而得到了获得较小聚焦光斑时的自聚焦透镜的最佳参数及在测量面上的相对输出光强分布。为利用自聚焦透镜耦合大发散角的激光二极管光束提供了参考依据。     

模折射率透镜光学特性的计算分析

本文从传统几何光学原理出发,用光线追迹的方法来计算研究准直光束斜入射到模折射率透镜(MIL)上产生的像差,以及当半导体激光器与波导端射耦合以MIL作为准直透镜时,输出准直光束的发散情况,并探讨MIL在集成光学频谱分析仪(IOSA)中作为准直或会聚透镜的适用性。计算表明MIL在IOSA中作为准直或会聚均是可行的。     

电视红外遥控信号接收透镜的优化设计

为满足电视超窄边框的需求,解决传统电视中遥控红外接收器印制电路板与显示面板竖直方向并列所占用边框宽度尺寸大的缺点,在将印制电路板移至面板的后面,使其不占用电视地侧空间的前提下,设计了可远距离多角度有效接收遥控信号的红外接收透镜,可在电视地侧也实现超窄边框。根据几何光学全反射原理与折射定律,利用Tracepro软件对所设计的透镜进行仿真与分析,检查透镜设计中存在的缺陷与不足,再对透镜结构轮廓线进行调整与修改,得到最优化的透镜结构。结果表明,当红外印制电路板与透镜外观非直接相对时,改变透镜局部结构,红外接收器仍可接收到有效光通效率,符合且超过电视遥控测试标准。优化设计实现了电视地侧边框的极窄化或及外观的复杂多样化的设计目标。     

球端面径向梯度折射率激光－单模光纤耦合透镜的设计研究

本文研究径向梯度折射率透镜用作激光二极管－单模光纤耦合透镜的结构选型，探讨平－凸、凸－平型径向梯折耦合透镜的像差特性。通过比较认为平－凸型梯折耦合透镜更为可取。     

透镜轴棱锥光学系统设计

利用轴棱锥(Axicon)产生无衍射贝塞尔(Bessel)光具有结构简单、转换效率高、光损伤阈值高等优点,但是由于它是锥体结构,存在加工难度大、成本高等缺点.利用球面透镜的球差设计出具有类似Axicon功能的双透镜系统.即透镜轴棱锥(Lens axicon),它是由两个普通的球面透镜胶合而成的.通过对出射光线的控制,利...     

基于Savert板的傅立叶变换光谱仪的光程差分析

以基于Savert板的傅立叶变换光谱仪为例，利用光线追迹法对非常(o)光和寻常(e)光的光路进行了分析，通过编程得到了一种较精确的光程差计算方法，进而提出获得改善光谱仪性能的优化设计了分析，通过编程得到了一种较精确的光程差计算方法，进而提出获得改善光谱仪性能的优化设计方案。     

透镜导管的优化设计

针对透镜导管出射光线发散角较大的问题,对其结构进行了优化设计。用光线追迹的方法给出了透镜导管的传输规律,通过计算机模拟得到其最佳参数。结果表明,优化后的透镜导管较好地均衡了面阵激光二极管阵列(LDA)出射的快慢轴2个方向上不匹配的拉格朗日不变量,改善了其空间分布不连续的状况,近场输出为近高斯型的场分布,从透镜导管端面出射的激光束发散角为37°,传输效率高达90%。实验结果和理论分析吻合。     

微柱阵列和两种透镜导管耦合系统的三维光线追迹与设计

微柱阵列和透镜导管组成的耦合系统在激光二极管阵列(LDA)抽运的全固态高能量激光器中起着重要的作用,其光束耦合性能直接影响激光器的最终输出能量和光束质量。为了设计微柱阵列和透镜导管耦合系统的最佳结构参数,需要研究抽运光在耦合系统内部以及在激光晶体端面的分布。利用几何光学理论,对LDA的发射光线经微柱阵列和透镜导管的传输进行三维空间追迹,并计算其能量传输效率和光束整形效果。比较了六面体导管和渐细圆台形导管的耦合性能。仿真分析结果表明,六面体导管需要长度较大,能量传输效率略高,而圆台形导管可以较短,耦合整形后的光斑更接近圆形。     

基于球面波载波的计算全息透镜的设计与分析

分析了基于球面波载波的计算全息透镜的设计方法，给出了载波参数应满足的条件和抽样间距、抽样点数与设计参数（焦距、孔径）之间的关系，讨论了实际数字化全息制作设备对输出全息透镜参数的影响并给出了参考解决方法。     

几种全息透镜阵列PS互连方式的成像分析

2× 2全息透镜阵列可以采用平行光输入的虚焦点、实焦点方法和发散光输入等方式获得输入的PS变换 ,本文主要对以上三种方式的成像进行了比较和分析。分析表明 ,由于平行光输入时元素边缘存在衍射 ,引起成像边缘的模糊 ;证明了虚焦点成像系统不能消除成像的模糊 ,而当输入的黑白透明胶片处于uH=( 1-1/2N)fH 时 ,实焦点成像系统可消除成像边缘的模糊。分析具有普遍的意义 ,实验证明了分析的正确     

用多次曝光全息透镜的多缝一步彩虹全息术

为克服彩虹全息术中狭缝的存在对物视场的限制,Q.Z.Shan和A.Beauregard等人研究了无狭缝一步彩虹术。他们成功的实验演示为彩虹全息术开辟了一条新途径。而后国承山对综合狭缝像的定位进行了分析和验证。然而这种全息图的记录须均匀移动待摄漫散物或者成像透镜,给实际应用带来限制。[4,5]报道了用多次曝光全息透镜(MEHL)实现无狭缝彩虹术以及作散斑图像编码的技术。由于它无须移动待摄物体或成像透镜,因而可推广到彩虹全息术的各种实际应用中。本文给出了用MEHL的多缝一步彩虹术的新技术,它可应用于彩色图像的存贮、黑白图像的等密度假彩色编码以及二图像的彩色相加减。作为实验验证,给出了二图像彩色相加减的实验结果。     

全息透镜阵列实焦点成像实现PS光互连

利用２＊２全息透镜阵列的实焦点成像方式实现２Ｎ＊２Ｎ输入的ＰＳ光互连,分析指出,由于实点点成像对输入 的交错,必须在秀镜阵列后添加一个成像透镜才能获得ＰＳ互连变换;     

一种数字化的全息透镜制作方法

提出了一种采用并行激光直写技术的数字化全息透镜制作方法,先对离轴全息透镜进行理论模拟,得到条纹分布的数字图像,根据激光直写系统的光学参数,对生成的全息透镜模拟图像进行缩放处理,然后分块拼接曝光,实验得到了尺寸为3.1 mm×3.1 mm的正方形离轴全息透镜,最小条纹周期为1.1 μm,在532 nm激光照射下,透镜焦距为6.2 mm,最大空频处一级衍射光的衍射角为5.9°。本方法为制作全息透镜提供了一种有效地新方法。     

全息象散与全息柱面镜

本文首先从准菲涅耳近似Ｆ轴外点光源的复振幅分布出发，讨论了全息成象出现轴上点象散的原因，提出了全息主焦距的概念，讨论了象散与全息图记录参数的关系，所得结论对全息显示和全息光学元件的制造具实用意义，另外，分析了用两束球面波记录全息柱面镜的可能性，制造了一个象散达８５．１９ｍｍ的全息正交柱面镜，并进行了测量，结果与理论计算基本一致，从而肯定了用球面波记录全息柱面镜的可靠性。     

手机镜头的光学系统设计及杂散光模拟

为了满足现代手机镜头对高像素、小型化以及无杂散光的要求,采用光学塑料非球面技术以及蒙特卡洛光线追迹法,使用CODEV光学设计软件,设计了1款三单元5106像素的手机镜头。同时,运用LightTools光学分析软件进行杂散光分析。结果表明,该镜头的F数为2.6,全视场角为72.9,系统总长为3.1mm。最终组装产品的性能测试结果能满足设计要求,且无不可接受的杂散光。     

高衍射效率角敏全息场镜的研制

本文提出了高衍射效率、高角分辨率全息场镜的设计方法,用DCG制成的四焦点全息场镜的衍射效率可达40％、角分辨率可达0.25°。     

红外光的角谱传输成像模型

提出了一种基于CFD网格和傅里叶光学方法的高速流场中红外光传输的计算模型.模型中划分的网格足够小,可认为一个网格单元是一个线性滤波器,最终将网格化的高速流场看作为由多个线性空间滤波器组成的一个空间滤波器.针对正入射情况,应用一种红外光对某流场进行了仿真计算,得到了几个流场的成像特性参数并生成了仿真图片.此模型结合傅里叶光学在频域内研究问题,可直接给出光学传递函数从而利于成像质量的评价.最后分析了它相对几何光学方法的几个优势及将它推广到斜入射情形的方法.     

激光全息光栅计算机自动测试系统

本文介绍了激光全息光栅计算机自动测试系统结构、光学测量原理及对航空膜盒的测试,并对测试结果进行了讨论,系统已通过技术鉴定。     

准分子激光刻蚀可变焦光路设计研究

为了研究在准分子激光刻蚀聚合物的过程中避免经常往复更换不同大小而形状相同的掩模的实验操作,保证实验的连续性和结果的真实性和可靠性,在实验的加工系统中基于变焦距系统的原理采用引入一个变焦物镜代替原来系统中普通物镜的方法,取得了一个准分子激光刻蚀可变焦光路系统.采用ZEMAX软件设计一个可变焦物镜镜头并分析了它的成像质量.经过ZEMAX软件的模拟,结果表明,此变焦镜头成像质量基本达到要求,缩小倍率在0.15～0.24范围内可连续变化.因此,使用这个变焦物镜,在同样的实验条件下,可以采用同一片掩模而不再往复更换掩模就可蚀刻出大小不同的结构;同时由于不再经常需要中断实验过程,保证了实验结果的真实性.该技术在激光蚀刻中有很大的可行性.