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。     

对准误差对二元光学器件衍射效率的影响

本文基于标量衍射理论，建立了简明的对准误差对二元光学器件衍射效率的分析模型，得到了适用于一般位相分布器件的衍射效率的简便实用的计算公式。模拟计算表明该模型的计算结果与实际对准误差对器件衍射效率的影响情况相吻合。     

利用矢量衍射理论设计二元光学微透镜

对于低f数(f/＃)的二元光学透镜,它的衍射效率低于由标量衍射理论所计算的值.要提高低f数透镜的衍射效率,矢量衍射理论是必不可少的.美国LSA公司的J.Michael Fin-lan和Kevin M.Flood以及Cornell大学Knight实验室的Richard J.Bojko在美国空军Phillips实验室资助下作了如下工作.利用电子束刻蚀和离子刻蚀方法得到f数为1的30×50微透镜阵列.每一透镜中心之间的距离为300μm,是在熔石英上制造的.利用矢量衍射理论和标量衍射理论设计的透镜,在对椭圆高斯光束衍射时,测得的衍射效率分别是80%和60%.     

二元光学衍射透镜波象差分析

通过对衍射透镜一级衍射象的波象差分析,由比较系数方法导出其赛得和数.     

平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布

应用标量衍射理论分析了平面波入射时二元光学型光栅的衍射场分布规律，并进行了数值分析和实验验证。     

用二元光学方法制作的高效率衍射光栅

用二元光学理论讨论高衍射效率的光栅的原理及其制作方法．并用微电子工艺做出了二次量化四位相台阶的光栅，实验测得一级衍射效率为６８％。     

整形二元光学元件衍射效率的研究

设计了用于将He-Ne激光基模光束整形为环形光强分布的光束二元光学元件;并进行了实验分析,在实验中,主要改变输出面距BOE的距离L,测得输出面的衍射效率,并与数值计算相比对.     

整形二元光学元件衍射效率的研究

设计了用于将He-Ne激光基模光束整形为环形光强分布的光束二元光学元件;并进行了实验分析,在实验中,主要改变输出面距BOE的距离L,测得输出面的衍射效率,并与数值计算相比对.     

二元光学元件各级光强的分布规律和衍射效率

用振幅矢量作图法研究二元位相元件各级衍射光强的分布规律．并得出了普遍的衍射效率公式，方法简便，物理图像清晰，结果普遍适用。     

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。     

计算全息衍射光学代码的设计

提出了应用二元计算全息（ＢＣＧＨ）的方法来设计和制作一种新型的衍射光学代码（ＤＯＣ），并采用振幅补偿的方法来保证正确的可译性和实现高信噪比。还将其与Ｓ．Ｊ．Ｂｅｖｅｒ等人提出的相位整形方法制作的衍射光学条码（ＤＯＢＣ）的结果进行了比较，分析结果表明这种方法制作的ＤＯＣ具有能完全正确解译、低恢复误差、高信噪比等特点     

基于二元光学的光波分束器

介绍了一种利用二元光学实现光波分束的方法，利用傅里叶光学的方法推导了各级衍射的效率公式，以及实现分束功能对应的台阶高度的计算方法。     

二元光学元件制作过程中的线宽误差

基于标量衍射理论,首先５得出线宽增加情况下４阶二元光学元件衍射效率的解析式;并以４阶、８阶二元光学元件为例,进行计算机模拟并系统分析红宽增加和线宽减小两种情况下,线宽误差对二元光学元件衍射效率的影响。指出线宽误差对二元光学元件衍射效率影响较大。模拟计算结果对二元光学元件的制作提供重要的理论指导。     

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。     

衍射微透镜阵列的光学性能研究及测试

对衍射微透镜阵列的光学性能进行理论上的研究,并提出一种测试微透镜阵列衍射效率和点扩散函数的方法,建立了一套测试系统,并对本所研制的128×128衍射微透镜阵列的衍射效率和点扩散函数进行了测试.测试结果证明本所研制的2位相的石英和硅衍射微透镜阵列的性能较好,均匀性较高;而由于工艺和光刻系统的限制,4位相衍射微透镜的制作还存在一些不足,这些都可以从所得到的衍射微透镜的点扩散函数曲线图和衍射效率看出.该方法适于测试具有微小单元尺寸、周期排列的微透镜阵列或单元的衍射效率和点扩散函数.