衍射微透镜的色散特性分析

衍射微透镜具有会聚和色散功能,且体积小、易于集成和阵列化,是实现光谱成像仪和微型光谱仪的一种新型技术。光谱分辨率是评价衍射微透镜分光特性的主要指标,根据标量衍射理论,给出了多台阶位相型菲涅尔透镜的设计公式,并利用球面波的传输理论推导了微透镜主焦距与光谱分辨率之间的函数关系,得出在入射波长和位相台阶数一定的情况下,光谱分辨率与中心焦距之间呈反比;理论推导的结果与已发表的实验结果一致。     

飞秒钛宝石激光器Kerr透镜锁模动态的特性研究

研究了Kerr透镜锁模钛宝石激光器中腔内群色散改变时脉冲的动态特性。实验研究了腔内群色散改变时输出脉冲的频谱、中心波长以及脉宽的变化规律;观测和解释了脉冲频谱的双峰结构;给出了脉冲宽度与腔内色散的具体关系式;获得了最短为14.6fs的自锁模脉冲     

一种基于时间透镜的10Gb/s无色散补偿高速光纤通信系统

基于光波时空二元性理论,研究了时间透镜和光脉冲在色散介质中传输的原理,提出了一种利用光脉冲频谱包络来传输光信号的方法:利用光脉冲的频谱包络在色散介质中保持不变的原理,在发射端用基于时间透镜的全光傅里叶逆变换器件将光脉冲的频谱包络转换到时域进行表示,从而得到新的传输符号;在接收端用基于时间透镜的全光傅里叶变换器件将原始光脉冲序列恢复。该传输系统可以消除色度色散、偏振模色散、时间抖动等线性畸变对光脉冲的影响。给出了全光傅里叶变换/逆变换器件的具体实现方法和10 Gb/s-200 km无预啁啾、无任何色散补偿的传输实验,验证了该方案的正确性与可行性,为高速光纤通信提供了一种新的方案。     

固体激光器热透镜焦距的自适应补偿

针对光泵浦固体激光器的热透镜效应,设计了热透镜焦距的自适应补偿系统,使光泵浦固体激光器在热透镜焦距宽域变化情况下,保持激光输出光斑大小稳定     

基于空间调制器的透镜设计与成像研究

为了研究利用空间光调制器制作的菲涅尔透镜的特性,基于标量衍射理论推导了透镜的相位分布函数,建立了菲涅尔透镜的模型;并通过实验测量了空间光调制器的相位—灰度特性曲线,得到了相位与灰度的函数关系.制作了焦距为100 mm和150 mm的菲涅尔透镜相位灰度图.通过实验研究了该菲涅尔透镜成放大实像和缩小实像的成像规律;结果表明...     

宽带消色差红外光学超构透镜研究进展（特邀）

超构透镜是由亚波长散射单元结构排列而成的具有聚焦功能的平面二维超构表面。超构表面能够在亚波长尺度上操控光场的振幅、相位、色散和偏振态,是近年来迅速发展起来的新型光场调控载体。亚波长共振纳米结构使得高阶衍射被抑制,入射光场可以完美地被调制到设计的衍射级次上,从而确保了超构表面器件具有高的光子调控效率。同时,超构单元在设计上的灵活性及其特定的电磁响应使得超构表面可以实现对光场多个维度的定制化操控。不同于传统光学透镜依赖光传播的相位累积效应,宽带消色差超构透镜通过对光场相位和相位色散的同时独立调控解决了传统通过级联多个透镜修正色差造成的光学系统复杂和体积庞大限制,为发展小型化片上集成光学提供了全新的思路。文中围绕超构透镜的相关研究,首先介绍了超构表面调控光场振幅、相位和偏振态的基本原理,在此基础上,重点回顾了近年来关于超透镜的研究发展,包括通过单一参量调控的单波长超透镜的实现,以及通过对光场偏振、相位及相位色散的多参量联合调控的多功能宽带消色差超构透镜的发展现状,最后讨论其进一步发展的可能挑战与应用前景。     

透镜模型下基于色散和强度传输方程的相位恢复技术

针对基于强度传输方程（Transport of Intensity Equation, TIE）的非干涉相位恢复技术要求光源是单色的限制,以及强度采集过程移动CCD或物体而引入的机械误差,提出了一种适用于透镜模型下的色散相位恢复技术。该方法基于透镜成像系统的相位变换特性,将色散与TIE结合在一起, 使不同波长的光经过透镜系统后在同一位置成像,从而在不机械移动的情况下获得聚焦和散焦强度图像。再利用散焦量与波长的关系结合TIE计算出物体的相位信息。模拟实验中用该方法恢复物体的相位与原始相位的相关性系数为0.970 7,均方根误差为0.061 8;同时真实实验对透镜阵列相位进行了恢复,实验结果与真实参数误差为1.74%,证明了所提方法的正确性和有效性。     

光子筛透镜组合的折衍混合消色差系统设计

光子筛作为一种衍射光学元件,具有较大的色散,不适用于宽光谱成像。光子筛的焦距随着入射波长的增大而减小,而正的折射透镜焦距随着入射波长的增大而增大。应用了折衍混合方法进行光子筛消色差的设计。该设计利用二者相反的色散特性,在光子筛的一侧紧密放置一平凸透镜,从而实现光子筛的消色差设计。并针对可见光光谱进行了设计,分析表明该方法能够实现消色差,且具有一定校正二级光谱的能力,消色差波长与中心波长处焦距相对误差为0.33%,成像光谱带宽为20nm。与普通单个光子筛相比,该方法有效拓宽了光子筛的成像光谱范围。与使用波带片的折衍混合系统相比,聚焦光斑更小。     

连续波500 W全固态Nd:YAG激光器研究

研制了全国产化全固态半导体激光器(LD)抽运模块，Nd：YAG激光输出功率达500W。介绍了优化抽运模块结构参数的程度。从增益分布特性等方面，介绍了研究其输入-输出功率特性的实验装置，随着抽运功率的增加，Nd：YAG激光输出以斜率效率47％线性增加，最大输出功率达到575W，光-光转换效率达26．1％。采用He-Ne激光探测法实验测量了该抽运模块中的热透镜效应。通过测量热焦距，分析了其热透镜效应：热透镜焦距与抽运功率成反比，抽运功率很小时，热焦距大，热透镜效应很小，被Nd；YAG棒的修凹面补偿，所以此时热焦距较大，热效应不显著。随着抽运功率的增大，热焦距减小，热透镜效应越来越显著。     

一种新型液晶透镜的光学成像特性研究

在前人的单圆孔电极液晶透镜的基础上进行了改进,使用聚酰亚胺取代玻璃作为绝缘层,得到了通光孔径为2mm、工作电压最低为1.1V_(rms)的新型液晶透镜.结合几何光学和液晶理论提出了不同于前人解释液晶透镜原理的模型,推导出该液晶透镜的焦距公式以及相位延迟公式.在1.1～20V_(rms)电压范围下测试,得到与公式计算值基本一致的该液晶透镜的焦距范围20～480mm.重点研究了该液晶透镜的调制传递函数(MTF),发现该液晶透镜的光学成像能力与控制电压成正比关系,随着电压的增大该液晶透镜的成像性能逐渐增强.     

MD投影机中的光学元器件（五）——投影镜头

微显示投影机所用的镜头,不同于电影放映、幻灯投影、书写投影、投影测量等投影镜头．更不能拿照相机镜头代替微显示投影镜头。微显示投影镜头有特殊的结构和要求,除了要求成像清晰、色彩丰富鲜艳、消除畸变、画面亮度均匀以外,还要求与投影机的光学引擎、显示器件相匹配。按使用情况,投影镜头分为前投影镜头和背投影镜头两大类。     

正确应用摄像机变焦镜头

分析摄像机变焦距镜头的特点，结合操作实践简要说明正确使用变焦距镜头对电视节目的前期艺术创作至关重要。     

基于电场操控面形的非球面复合透镜制作

介绍了一种制作非球面复合透镜的新方法.根据电场作用改变液滴透镜面形的原理,利用SU-8光固胶直接在双凹透镜表面制作液滴复合透镜,以电场作用操控液滴复合透镜的面形得到非球面,并实时检测其面形和焦斑图像,在检测到较好的透镜面形和聚焦状态时,用紫外光固化得到低像差的非球面复合透镜.研制了基于电场操控面形的非球面复合透镜制作实验平台,实验检测并讨论了复合透镜在电场中的变形,计算了其主曲率和焦距的变化规律.与原有的平凸非球面液滴透镜相比,此透镜具有更长的焦距和更大的变焦范围,并能保持低像差,改进了基于电场操控面形的非球面透镜制作技术,拓宽了非球面液滴透镜的应用范围.     

硅,锗透镜磨边双面定中心技术

本文叙述用两台光学定中心仪来观测硅、锗透镜前后表面的球心反射像,并用CCD接收电视屏显示,校正硅、锗透镜的位置,从而达到高精度双面定中心的要求。文中给出了定中心后监视系统装置及实验结果。     

非线性变折射率纤维透镜理论

本文对非线性变折射率纤维透镜进行了分析,利用高斯光束在非线性变折射率纤维中传播的稳态自聚焦理论以及在线性介质中传播的ABCD定律,导出了计算这种透镜的焦距及束腰半径的解析表达式。     

LD光场柱透镜准直技术研究

根据非傍轴远场光分布理论，用光线追迹法深入分析了LD光场经柱透镜和半柱透镜系统的准直特性，并比较了两者的准直效率和耦合效率，最后对理论分析进行了实验验证，从中得出了一些对工程有益的结论。     

逆抛物型梯度折射率元件的一阶设计与应用

本文从几何光学和光束光学出发,采用ABCD矩阵方法系统地论述了逆抛物型梯度折射率棒透镜用作微小成象器件及激光束变换元件(如激光准直、聚焦、激光-光纤耦合物镜)的一阶设计理论。     

一种应用于基站天线的新型球透镜

针对传统龙伯透镜结构复杂、制作工艺难度大、不易实现批量化生产等问题,提出了一种应用于基站天线的新型球透镜,采用同一种介质材料的一个介质基座和多个介质锥体,再将各介质锥体均匀分布连接于介质基座上,组成球透镜。仿真结果表明:采用所提出的球透镜的双极化基站天线,具有良好的辐射方向图和高增益性能。     

探测器光学系统反常区的像差特性及应用

分析浸没透镜、场镜单折射球面反常区及半反常区的像差特性,说明利用反常区和半反常区的像差对红外物镜像差的校正原理。     

基于89C51的摄像镜头控制电路设计

针对视频监控中摄像机镜头光圈大小、图像聚焦、图像变焦三项参数的控制问题,介绍了一种基于89C51单片机的镜头控制电路的设计.该电路以89C51单片机为核心,结构简单,成本低廉,控制可靠,实现了智能监控终端对摄像参数的完全控制.