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相似文献
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1.
单明广  郭黎利  钟志 《光子学报》2014,38(11):2880-2884
研究了一种用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列方法.该方法采用连续浮雕衍射透镜阵列替换传统并行激光直写中的物镜阵列,在兼顾系统分辨力基础上,克服了波带片等衍射透镜阵列衍射效率低的缺点|同时因采用深浮雕结构优化环带宽度,可降低阵列的制作难度.针对并行激光直写系统阵列F/#小的特点,在建立连续深浮雕衍射透镜阵列非旁轴近似聚焦模型基础上,设计、制作和测试了波长为441.6 nm,F/#为7.5的连续深浮雕衍射透镜阵阵列.测试结果表明:该阵列的衍射效率优于70%,远高于波带片阵列的40%.  相似文献   

2.
研究了一种用于并行激光直写的连续深浮雕衍射透镜阵列方法.该方法采用连续浮雕衍射透镜阵列替换传统并行激光直写中的物镜阵列,在兼顾系统分辨力基础上,克服了波带片等衍射透镜阵列衍射效率低的缺点;同时因采用深浮雕结构优化环带宽度,可降低阵列的制作难度.针对并行激光直写系统阵列F/#小的特点,在建立连续深浮雕衍射透镜阵列非旁轴近似聚焦模型基础上,设计、制作和测试了波长为441.6 nm,F/#为7.5的连续深浮雕衍射透镜阵阵列.测试结果表明:该阵列的衍射效率优于70%,远高于波带片阵列的40%.  相似文献   

3.
亚波长衍射微透镜的设计   总被引:5,自引:5,他引:0  
设计了连续浮雕衍射微透镜和与其等效的二元亚波长衍射微透镜,采用旋转体时域有限差分法对通过计算机辅助设计出的元件进行了严格的矢量分析,给出了各元件在焦平面的场强分布.分析结果表明,本文设计的二元亚波长微透镜对连续浮雕微透镜有很好的等效效果;填充因子的脉冲宽度调制法要优于填充因子的线性近似法;制作相对误差不大时深度误差和宽度误差对微透镜聚光能力的影响不大.  相似文献   

4.
采用激光直写法制作连续衍射光学元件,具有过程简单、周期短、成本低等优点。介绍了极坐标激光直写法制作圆对称连续衍射元件的原理。通过实验,研究了衍射微结构深度与激光功率、曝光位置半径与激光功率的关系。实验结果显示,在相同曝光位置半径条件下,微结构深度与激光功率呈正比;在相同微结构深度条件下,曝光位置半径与激光功率呈正比。分析总结出了极坐标激光直写法制作圆对称连续衍射元件的能量表征方法,并采用该方法成功制作了圆对称连续衍射聚光透镜掩模。  相似文献   

5.
多台阶圆形衍射微透镜聚焦性能的矢量分析   总被引:2,自引:0,他引:2  
刘玉玲  隋成华  李博 《光学学报》2008,28(6):1124-1130
给出了基于旋转体时域有限差分法的严格的矢量分析模型,应用该模型分析了多个多台阶圆形衍射微透镜的设计实例.研究了设计参量和制作误差对其聚焦性能的影响.结果表明增加环带数,但保持其他设计参量例如焦距、入射波长不变时,焦点场强增大、焦斑变小、焦深变短;只增加台阶数时,聚光作用加强,但台阶数达到8~10后,聚焦效果趋向稳定,因此建议在实际加工中,台阶数选择8~10.用二元掩模板套刻制作多台阶时,容易产生制作误差.设计了在第三次套刻制成8个台阶过程中产生了对准误差和系统刻蚀误差的两类多台阶微透镜.分析结果表明对准误差对多台阶微透镜聚焦效果的影响较大,加工时要尽量避免,而系统刻蚀误差对多台阶微透镜聚焦效果的影响较小.  相似文献   

6.
黄成龙  张继成  刁凯迪  曾勇  易勇  曹磊峰  王红斌 《物理学报》2014,63(1):18101-018101
采用聚焦离子束直写技术,成功制作了面积为200μm×200μm,线密度500 mm 1,圆孔直径800 nm,金吸收体厚度为500 nm的单级衍射量子点阵光栅.研究了该光栅在波长442 nm激光下不同传输距离的衍射特性以及相对衍射效率.实验结果表明,量子点阵光栅不存在高级衍射,只保留了±1级和0级衍射,具有良好的单级衍射特性.1级衍射与0级衍射间距随传输距离的增大而增大,实测值与理论计算值相符.  相似文献   

7.
连续型平面衍射聚光透镜掩模的制作   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
针对目前二元光学元件掩模制作工艺过程的诸多不足,对连续型平面衍射聚光透镜掩模的激光直写制作工艺进行了研究。基于基尔霍夫标量衍射理论,采用光线追迹法设计了连续型平面衍射聚光透镜掩模。采用激光直写技术,利用CLWS 300M/C极坐标激光直写设备、S1830光刻胶和MICROPOSIT 351显影液,进行了刻写实验。实验表明,激光能量、预烘烤温度、显影液浓度以及预曝光对掩模微结构的制作均有影响。最后制作了掩模。与二元光学元件掩模的制作工艺相比,该技术具有工艺简单、制作周期短且易于操作的优点。  相似文献   

8.
紫外衍射微透镜阵列的设计与制备   总被引:1,自引:1,他引:0  
为了提高紫外焦平面阵列的填充因子,可以通过微透镜阵列与紫外焦平面阵列的集成,以改善紫外焦平面阵列的探测性能。根据标量衍射理论设计了用于日盲型紫外焦平面阵列的128×128衍射微透镜阵列,其工作中心波长为350nm,单元透镜F数为F/3.56。采用组合多层镀膜与剥离的工艺方法制备了128×128衍射微透镜阵列,对具体的工艺流程和制备误差进行了分析,测量了衍射微透镜阵列的光学性能。实验结果表明:衍射微透镜阵列的衍射效率为88%,与理论值95%有偏差,制备误差主要来自对准误差和线宽误差。紫外衍射微透镜阵列具有均匀的焦斑分布,与紫外焦平面阵列单片集成能较好地改善器件的整体性能。  相似文献   

9.
利用严格模式理论分析光栅透镜的衍射特性   总被引:4,自引:4,他引:0  
光栅透镜因其独特的光学性能而具有广泛的应用.根据光栅透镜的线宽和间距微小渐变的特点,建立了光栅透镜的物理模型,并利用严格模式理论对其衍射特性进行分析.该方法物理概念清晰、公式简洁.对光栅透镜实现谐波分离、聚焦功能时的衍射效率与槽深关系的计算结果表明,其计算速度快、数值计算结果准确可靠.并对加工误差的影响进行了模拟计算,说明了在当前的微细加工的工艺水平条件下,能够制作出满足ICF系统要求的光栅透镜.实验上制作了尺寸为100 mm的大面积光栅透镜,其衍射效率的实验测试结果与理论计算结果一致.  相似文献   

10.
Gabor波带片是一种理想的单级聚焦光学元件,但制备困难.本文采用聚焦离子束直写技术成功制备出30环、20扇区的二值化Beynon-Gabor波带片,其有效面积半径为700μm,第一环半径90μm.利用各向异性腐蚀液对硅基底进行开孔,实现了Beynon-Gabor波带片二值化、自支撑、镂空的结构特征.在波长为355 nm的激光下测试其光学性能,结果表明所制备的Beynon-Gabor波带片主光轴上只存在1级衍射叠加后的焦点,不存在高级衍射焦点,具有优异的单级聚焦性能.  相似文献   

11.
In order to study the effect of diffraction focusing characteristics of microlens arrays on the parallel laser direct writing quality, we use nonparaxial approximation to analyze the diffraction focus characteristic of a single microlens, take into consideration the cross-talk effect of a number of microlenses on the diffraction focusing characteristics of an array, and establish a theoretical focusing intensity model of a microlens array to describe the influence of a change in F-number and/or center distance on the diffraction focusing characteristics of a parallel laser direct writing system while incident writing laser is normal. Numerical simulation results indicate that there is a cross-talk effect among microlenses which increases as the F-number increases when the center distance is the same as the smaller aperture, and parallel writing quality can be improved by reducing or totally eliminating the cross-talk effect by reducing F-number and/or increasing center distance.  相似文献   

12.
乐孜纯  张明  董文  全必胜  刘魏  刘恺 《物理学报》2010,59(9):6284-6289
本文主要介绍对X射线组合折射透镜的制作工艺误差对其聚焦性能影响的研究结果. 首先给出采用深度X射线光刻技术制作的PMMA材料圆柱面型X组合折射透镜的工艺测试结果,得出制作工艺误差值,定性分析制作工艺误差对X射线组合折射透镜聚焦性能的影响. 然后根据实际的制作工艺误差建模,给出详尽的理论分析和定量的理论模拟结果. 最后在北京同步辐射装置(BSRF)上,构建基于PMMA材料的圆柱面型X射线组合折射透镜的微束聚焦实验系统,实际测试了有明显工艺误差和尽量消除工艺误差的两种X射线组合折射透镜的聚焦性能,给出实测结果 关键词: X射线组合折射透镜 制作工艺误差 X射线聚焦性能 同步辐射  相似文献   

13.
Lee CC  Chang YC  Wang CM  Chang JY  Chi GC 《Optics letters》2003,28(14):1260-1262
A silicon nitride (SiNx) membrane diffractive optical element (DOE) designed to exhibit beam-splitting and focusing behavior at visible wavelengths has been fabricated and tested. Since the fabrication process is based on silicon micromachining technology, the DOE is easily integrated with a laser diode chip and a photodiode chip on a silicon substrate to function as the hologram-laser-photodiode unit for use in the pickup head of a CD or DVD system. The SiNx film is deposited with low-pressure chemical-vapor deposition and the free-standing membrane is formed by KOH etching. The transmissive DOE showed a high diffraction efficiency (>20% for a binary-phase-level element). The experimental evaluation was in good agreement with the designed and modeled predictions.  相似文献   

14.
针对大F数(大于10)微透镜阵列难以制备的现状,提出了一种制备大F数微透镜阵列的方法.首先采用传统光刻胶热熔法及刻蚀技术制作出成形的微透镜阵列,再将一层具有较高粘滞系数的光刻胶均匀地涂覆在该微透镜阵列上,在光刻胶的粘滞作用以及烘烤过程中光刻胶自身表面张力的共同作用下,微透镜阵列的F数得到提高.采用该方法制备的二氧化硅微透镜阵列的F数达40,与传统大F数微透镜阵列的加工方法相比,该方法简便易行、制备的微透镜阵列面形良好,且只需调节光刻胶的粘滞系数,即可获得F数不同的微透镜阵列.  相似文献   

15.
The demand for space-borne telescopes with an aperture of 20 m is forcing the development of large diameter diffractive Fresnel zone lenses(FZLs) on membranes. However, due to the fabrication errors of multi-level microstructures, the real diffraction efficiency is always significantly smaller than the theoretical value. In this Letter,the effects of a set of fabrication errors on the diffraction efficiency for a diffractive membrane are studied. In order to verify the proposed models, a 4-level membrane FZL with a diameter of 320 mm is fabricated. The fabrication errors of the membrane FZL are measured, and its diffraction efficiency in the +1 order is also tested.The results show that the tested diffraction efficiency is very close to the calculated value based on the proposed models. It is expected that the present work could play a theoretical guiding role in the future development of space-borne diffractive telescopes.  相似文献   

16.
The optical projection using speckles is one of the structured light methods that have been applied to three-dimensional (3-D) range sensors. This paper investigates the design and fabrication of diffractive optical elements (DOEs) for generating the light field with uniformly distributed speckles. Based on the principles of computer generated holograms, the iterative Fourier transform algorithm was adopted for the DOE design. It was used to calculate the phase map for diffracting the incident laser beam into a goal pattern with distributed speckles. Four patterns were designed in the study. Their phase maps were first examined by a spatial light modulator and then fabricated on glass substrates by microfabrication processes. Finally, the diffraction characteristics of the fabricated devices were verified. The experimental results show that the proposed methods are applicable to the DOE design of 3-D range sensors. Furthermore, any expected diffraction area and speckle density could be possibly achieved according to the relations presented in the paper.  相似文献   

17.
凝视型长波红外折衍混合光学成像系统设计   总被引:1,自引:0,他引:1  
张云翠  孙强  卢振武 《光子学报》2007,36(7):1257-1259
设计了一套折衍混合凝视红外热成像光学系统.该系统工作波段为8~12 μm, F数为1,全视场达12°, 总长140 mm,两个透镜均采用锗材料。衍射器件制作在第二片透镜的凸面上,可以采用金刚石车削技术进行加工.该系统成像质量接近衍射限并且相对折射系统更好地校正了色差.  相似文献   

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