二元光学法在微透镜制作中的应用

对二元光学的产生和发展作了介绍,并阐述了二元光学元件之一的微透镜(microlenses)的设计、制作和测试方法以及它们的主要应用。微透镜的设计是基于已成熟的标量衍射理论;而其制作过程包括:计算机设计波面相位、产生掩模版、光刻或离子(束)蚀刻以及复制产生微透镜,其关键技术蚀刻方法有等离子蚀刻技术和反应离子蚀刻RIE(Reactive Ion Etching)技术;微透镜的测试主要包括衍射效率(diffractive efficiency)和点扩散函数(PSF)的测试,有直接法和间接法两种测试方法。微透镜可以微型化与阵列化,并且可以同微电子器件一起集成化,具有广泛的应用前景。     

二元光学元件——微透镜

介绍了二元光学的产生和发展,着重阐述了二元光学元件之一的微透镜的设计、制作和测试方法以及它们的主要应用。     

二元衍射光学

文章综述了二元光学与衍射光学的发展历史、研究现状以及广泛的应用价值和前景。它研究的物理内容分为两个方面，即用光学的标量衍射理论去研究和设计二元衍射器件与光学电磁矢量衍射的基础研究。在众多采用标量衍射和设计方法中，重点叙述了Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｏｎ算法和模拟退火算法，同时，简洁地介绍了掩制备－光刻－离子蚀刻－复制－套研制二元衍射器件的技术流程。最后，以较多篇幅介绍二元衍射光学在激光波面校正、相干合成、微透镜阵列、红外系统、光雷达、光通信与光计算等方面的应用。     

硅衍射微透镜阵列的制作技术研究

介绍了二元光学方法制作多台阶衍射微透镜的设计和工艺过程;分析了台阶侧壁倾斜对衍射效率的影响;提出了一种基于软刻蚀技术的复制和集成新工艺.实际制作了8台阶硅衍射微透镜阵列,利用新工艺复制了硅衍射透镜阵列.     

二元衍射光学

文章综述了二元光学与衍射光学的发展历史，研究现状以及广泛的应用价值和前景。它研究的物理内容分为两个方面，即用光学的标量衍射理论去研究和设计二元衍射器件与光学电磁矢量衍射的基础研究，在众多采用标量衍射和设计方法中，重点叙述了Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｏｎ算法和模拟退火算法，同时，简洁地介绍了掩膜制备－－光刻－－离子蚀刻－－复制一套研制二元衍射器件的技术流程，最后，以较多篇幅介绍二元衍射光学在激光波面     

用于激光到光纤最佳耦合的二元光学微透镜

采用位相平衡设计法设计了用于激光到光纤最佳耦合的二元光学微透镜，把二元光学微透镜看成是一种沿径向分布的特殊周期性位相结构，并用叠加积分法作了衍射分析，结果表明在不考虑光纤端面反射损耗的情况下，当用多模光纤接收时，设计的二元微透镜能使１００％的入射激光耦合至多模光纤，在光纤中激起的基模比例为９９．６０％；当用单模光纤接收时，设计的二元微透镜能使９９．９５％的入射激光耦合至单模光纤     

薄膜沉积法制作菲涅耳透镜

衍射光学元件在国防、生产及科研等领域起着为越重要的作用。衍射光学元件的制作技术主要包括激光或电子束直写、反应离子刻蚀、离子束铣及薄膜沉积。薄膜沉积法具有精确控制台阶高度及台阶表面较光滑的优点。使用薄膜沉积法制作１６阶菲涅耳透镜,用它代替常规的光学透镜可实现系统的轻量化、小型化、增加系统设计的自由度,屯菲涅耳透镜的衍射效率并分析产生误差的原因。     

微光机电系统技术的研究与应用(下)

二 光学研究和应用 微光学平台是微光机电系统技术应用的一个典型例子,它主要用于光学测量和实验。传统的光学系统平台体积大,系统中的元件是先分开制造然后组装而成,装配量很大,成本很高。而微光学平台体积小,系统中的元件可集加工在单一芯片上,对准精度高．可成批生产,成本低。这些优点使微光学平台相对于传统的光学系统有很大的优势。所以．该方面的研究是微光机电系统研究的最基本部分。研究包括各种微铰链（图７（ａ））、微反射镜（图７（ｂ））、微衍射透镜（Ｆｒｅｓｎｅ１,多阶二元微透镜（图７（ｃ））、微折射透镜（图７…     

深蚀刻二元光学元件制作误差模拟

用计算机研究并给出了深蚀刻二元光学元件制作误差对衍射效率影响的规律；将深刻蚀二元光学元件与一般二元光学元件制作误差规律的不同之处进行了分析说明；提出了深刻蚀二元光学元件制作误差规律的经验公式     

激光产生图案用于微光学元件加工

利用激光产生的图样（LPG）可以制成任意连续的表面凸纹结构，其中包括衍射透镜；衍射光栅，输出光栅和相位片等。其应用范围涉及成像系统、激光机械加工、光纤耦合、显示、机加观察和校准等方面的色差矫正。LPG还可以用来制作光学接口方面应用的微型透镜列阵、微型柱面镜列阵和光束偏转列阵等，可以大大地提高太阳能电池和波前传感探测器的效率。还可以制成凹陷为100Prn的折射型微型透镜和微型柱面镜列阵，数值孔径（NA）可达到0．5；井能配置成任意的几何形状（如正方形，矩形或者填充系数为100％的六角形列阵）。还可以由带有图案的…     

快速汉克尔变换及光束均匀化

介绍快速汉克尔变换，以及它在二元光学设计中的应用，并就光束均匀化问题进行了数值模拟，结果表明快速汉克尔变换算法是一种能用于二元光学设计的有效算法。     

二元光学

介绍了二元光学的基本原理、优化设计方法、加工工艺、复制工艺以及一些应用实例,最后就二元光学的应用前景做了初步探讨。     

二元光学及其展望

本文论述了二元光学的进展;理论,元件的设计与制备;二元光学元件的种类与应用。提出了我国近期发展二元光学的展望与建议。     

Full wafer microlens replication by UV imprint lithography

The fabrication of microlenses is of great interest for several applications in the field of optics like wafer level cameras, homogenization of light, and coupling of light into glass fibers. Especially for low-cost optical products, microlenses have to be fabricated with a high throughput at an adequate quality. One way to fulfil these requirements is the patterning of microlenses by UV imprint lithography (UV-IL). Within this work, microlenses were replicated into the UV curing material PAK-01 by step and stamp UV-IL on silicon substrates with a diameter of 150 mm. The resulting substrates were used as masters to cast PDMS templates. These PDMS templates can be used for high throughput full wafer UV-IL. Additionally, quartz substrates with a diameter of 100 mm were patterned which could be directly used as so called “optowafers”. Master and patterned microlenses were inspected by scanning electron microscopy and with a white light profilometer. The results clearly demonstrate the excellent quality of the replication process and the capability of UV-IL to pattern microlenses on full wafer level for high throughput applications.     

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。     

具有多重焦点的波带透镜的设计

本文提出了一种新型的具有多重焦点的波带透镜的概念及其设计方法。可提供某些特定的光场分布,而且具有性能稳定、微型化和可实际制作等特点。     

高斯波束与光纤间的微透镜耦合分析

本文讨论了半导体激光器与带有微透镜的光纤之间的耦合的理论计算.适当增减反射膜,本文讨论的理想非对称微透镜可以收集激光器辐射功率的大部分.如果激光器的波束是圆对称的,则相应设计的理想对称微透镜理论上可以收集100%的激光辐射能量.理想非对称微透镜的关键特征是,在任一个沿轴向的纵截面上,它都有一个双曲线形状.微透镜直接与光纤相联.     

基于衍射/反射光束整形系统的高密度泵浦源

利用二元光学元件微型化和对波面进行任意整形的特点,将二元光学衍射器件用于高功率激光二极管阵列光束的快、慢轴准直,并结合空心导管设计一种衍射/反射混合型光束整形系统,用于实现高密度、高均匀性LD泵浦源.应用时域有限差分法(FDTD)的严格矢量分析表明:所设计的二元光学准直器性能优良,准直后光束发散角在误差范围内接近衍射极限,慢轴方向衍射效率为82.21%,快轴方向为75.76%.模拟设计的结果表明:采用这种衍射/反射光束整形技术的高密度泵浦源能获得高功率密度和高均匀性的抽运光束,在空心导管出射端面附近光强起伏RMS<1%,并且在光束的准直性能和系统紧凑性方面优于传统整形方法.