二元光学理论与基础技术研究

二元光学理论与基础技术研究邬敏贤严瑛白金国藩（清华大学１０００８４）陈岩松（中国科学院物理研究所１０００８４）高世平（中国科学院微电子研究中心１０００２９）主题词：二元光学；分数泰伯效应；波面变形项目批准号：６９２３７０１０１．理论与设计方法研究。从...     

二元光学元件在星载激光测高仪中的应用

采用二元光学元件通过波面变换实现了对光束发散角的压缩，同时大大降低了系统的重量。计算和实验表明本系统可将出射光束的发射角压缩至小于20μrad，完全满足了测高仪的要求，并且不会对其测程造成影响。     

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。     

实现灵活光束转换的二元光学器件及其应用

介绍了一种可将线阵半导体激光器的光束转换为光斑截面为矩形的准平行消像散光束的二元光学器件，并讨论说明其设计原理、加工制作方法、测试实验结果及应用。     

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     

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。     

用二元光学元件实现分布式存储的神经网络计算

本文介绍了用二元光学元件和分布式存储方式存储Ｈｏｐｆｉｅｌｄ模型神经网络互连矩阵的方法及光学系统，进行了神经网络的计算的实验。     

二元光学分束器的设计

系统地阐述了几种二元光学分束器的基本设计理论，比较其算法以及衍射效率和再现误差，并提供了设计实例。     

计算全息图实现光学变换的计算机仿真

讨论了计算全息图作为全息透镜以实现光学变换的方法,并利用计算机仿真出了结果,为检验理论设计的正确性提供了一种可靠的方法。     

Hough变换的实时并行光学实现

在采用相干光学系统实现Hough 变换(HT)的基础上,提出了实时实现HT 的并行光学方法。克服了相干光学系统实现HT所存在的系统复杂、速度受限和应用场合受限等缺陷。     

比例自变换实现神经网络光学互连

讨论了构造比例自变换函数及其成像过程，据此制成光栅透镜组合件。用它的放大泰伯自成像效应来实现一点到多点的光学互连。然后把多个光栅透镜组件制成一个列阵，用它来实现两维神经网络的光学互连，结果产生了一个平行的光学神经网络。实验达到了预期的效果，并发现这种光学互连系统结构简单、操作容易。     

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。     

应用于准分子激光波面整形的二元光学元件的设计

设计了一种应用于KrF准分子激光波面整形的二元光学元件(BOE),实现了将波面整形变换为巴特沃斯(Butternorth)分布。采用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)算法实现优化设计,使用MATLAB软件模拟入射和出射光场。通过对比迭代次数分别为10、100和1000次的模拟结果,研究盖师贝格-撒克斯通算法中迭代次数对整形效果的影响。模拟出迭代次数为106次的整形结果,并且得到二元光学元件的相位分布。模拟结果表明,出射光场呈巴特沃斯分布,实现了波面整形,矩形光斑能量占总能量的75.62%,能量的利用率较高,其均匀性的均方根(RMS)误差为0.1394%。     

用二元光学元件简化相干激光雷达天线系统的光学设计

根据相干激光雷达小型化、轻量化、低成本和高性能的要求,采用小口径、平面基底的二元光学元件对外差探测、收发合置的相干激光雷达天线系统的结构进行简化.按照使用需要设计了一个透射式伽利略型天线系统,整个系统只用了一片大口径球面透镜,一片小口径球面透镜和一片小口径二元光学校正元件.设计参数为:发射系统物方视场角2ω=10°,出瞳口径Φ=100 mm ,束散角压缩比β=5×,激光光源波长λ=10.6 μm.设计结果为:光学天线系统的像质达到衍射极限.(OG10)     

分数傅里叶变换的无透镜光学实现

利用球面波照射物体的自由空间非涅耳衍射,完成任意级次分数傅里叶变换的无透镜光学实现,给出了不同条件下远透镜模式基本参量的选择法则及其分类傅里叶变换的数学表达,计算机模拟实验证明了结论的可靠与可行。