二元光学元件

二元光学元件是一种新型的衍射光学元件,它对光学仪器的小型化、集成化起着很重要的作用。本文介绍了二元光学元件的概况,衍射透镜理论,二元光学元件的制造方法以及发展趋势。     

二元光学超光谱成像仪分光系统设计

二元光学元件用作透镜在原理上色差非常大,若不在设计上做出补偿,则会限制其在宽波段上使用。阐述了利用二元光学元件色散特性的新型超光谱成像仪的基本原理和应用前景。由于国内加工衍射透镜工艺条件的限制,提出利用折衍混合透镜代替衍射透镜来实现色散和成像,介绍了此透镜系统的设计方法,利用光学设计软件进行分析和评估,希望对二元光学超光谱成像仪的设计具有指导意义。     

近场光存储及其研究进展

本文从近场光学的超分辨原理出发详细介绍和分析了孔径探针型近场光存储技术，SIL透镜近场光存储技术和近场超分辨结构光盘存储技术等的基本原理、研究现状以及它们的优缺点及存在的问题。     

二元光学进展

对二元光学的产生和发展作了简要的介绍，通过说明二元学光元件的设计和制作过程，建立二元光学的基本概念，阐述了二元光学的主要应用。     

超分辨技术在光盘中的应用研究

超分辨技术是一种无需用减小波长或增大数值孔径的方法减小记录点尺寸而能读出超过衍射极限信号从而有效增加存储密度的一种方法.超分辨可以通过调整光学系统或者调整光盘的结构来实现.在超分辨光盘中,超分辨是基于掩膜的光学性质随入射激光强度的非线性变化而实现的.在磁光盘中第一次引入超分辨技术后,超分辨技术的应用有了很大发展,在目前是提高光盘存储密度的有效方法,在各类光盘中都有良好的应用.近场超分辨技术的出现使相变光盘的超高密度记录和读出成为可能.文章综述了超分辨光盘的发展现状和发展方向.     

二元光学元件的偏振特性研究

二元光学元件的偏振特性研究孙炳全，毛文炜（抚顺石油学院１１３００１）（清华大学精仪系１０００８４）二元光学是基于衍射理论而发展起来的新学科，是光学与微电子技术互相渗透、交叉而形成的前沿课题［１－２］．二元光学元件的性能分析及测试技术是二元光学发展中关...     

径向偏振光三维超分辨衍射光学元件设计

针对径向偏振光入射,设计了三维超分辨衍射光学元件。对径向偏振光大数值孔径聚焦特性的分析表明,纵向分量是影响聚焦主瓣的三维光强分布的主要因素。仅考虑径向偏振光聚焦场的纵向分量,沿用线偏振光入射时三维超分辨衍射光学元件的全局优化方法,利用线性规划设计了三维超分辨的0,π结构的纯相位元件。考虑径向偏振光聚焦场的径向和纵向分量,计算了三维超分辨性能。与线偏振光的性能对比表明,尽管仅考虑聚焦场纵向分量设计的衍射光学元件不是全局最优解,但其三维超分辨性能明显优于线偏振光,证明了仅考虑径向偏振光聚焦场的纵向分量进行三维超分辨衍射光学元件优化的有效性。     

超分辨技术在光盘中的应用研究

超分辨技术是一种无需用减小波长或增大数值孔径的方法减小记录点尺寸而能读出超过衍射极限信号从而有效增加存储密度的一种方法，超分辨可以通过调整光学系统或者调整光盘的结构来实现，在超分辨光盘中，超分辨是基于掩膜的光学性质随入射激光强度的非线性变化而实现的，在磁光盘中第一次引入超分辨技术后，超分辨技术的应用有了很大发展，在目前是提高光盘存储密度的有效方法，在各类光盘中都有良好的应用，近场超分辨技术的出现使相变光盘的超高密度记录和读出成为可能，文章综述了超分辨光盘的发展现状和发展方向。     

二元光学元件衍射效率的逐层分析法研究

提出了一种有效的分析二元光学元件衍射效率的新方法－逐层分析法，并对四台阶二元器件，就蚀刻深度误差和横向对准误差对器件衍射效率的影响进行了详细的分析和讨论，证明了用该方法分析含有横向对准误差的二元光学元件的衍射效率非常简便有效。     

简单光学成像技术及其研究进展

计算成像为光学成像系统提供了更强大的信息获取能力,通过在成像链路中引入编解码过程,在增大信息量的同时降低系统的复杂度,为实现更简单和更智能的成像系统奠定了基础.本文总结了以计算成像为基础的简单光学成像技术的发展.简单光学以小型化和集成化的成像元件与系统为目标,将光学系统设计与图像处理算法进行联合优化,在小尺寸、低质量和低功耗的系统中实现与复杂光学系统相媲美的成像效果.随着微纳加工技术的发展,简单光学元件从单透镜或少片透镜逐渐发展到衍射光学元件、二元光学元件和超构表面等平板光学元件.复原算法中总结了正向求解算法、基于模型的优化迭代算法和深度学习人工智能算法.本文介绍了深度成像、高分辨与超分辨成像、大视场和大景深成像等技术,以及简单光学在消费电子、自动驾驶、机器视觉、安防监控和元宇宙等领域发挥的作用,并对未来的发展进行展望.     

An approach to achieve lateral superresolution for small probe confocal measurement system and its element

A shaped annular beam superresolution approach is proposed to improve a lateral resolution of a small probe laser confocal measurement system (LCMS). The approach proposed enables lateral superresolution measurement of LCMS to be achieved by using a binary optical diffractive element to shape a He–Ne Gaussian laser beam into an annular beam with an inner diameter of 0.87 mm and an outer diameter of 1.8 mm required for superresolution measurement, and shift the beam spatial frequency from low to high. And a binary optical element (BOE) with 16 phase levels is designed and fabricated to shape a Gaussian laser beam into an annular beam. Preliminary experimental results indicate that an intensity distribution of a shaped annular beam is in agreement with simulation results, the diffractive efficiency is 87.2%; LCMS lateral and axial resolutions of 0.2 μm and 3 nm are achieved, respectively, and its measurement range is expanded nearly to double, when BOE is used in LCMS and , NA=0.85.     

ICF靶面均匀照明二元光学器件的设计与研制

 采用不同的优化算法,设计了ICF均匀照明二元光学器件。提出了全局/局部联合搜索算法(GLUSA),对平面输入波获得了旁瓣小、光强均匀的设计结果。完成了16阶浮雕表面结构的位相板的试制加工,并利用光学CT法测量了焦斑光强分布,实验结果表明获得了较好的光强包络,但顶部均匀性还有待进一步提高。将单元器件扩展为阵列器件,增加了对输入光波畸变的宽容度。     

图像复原式整形环形光横向超分辨共焦显微测量新方法

提出一种新的图像复原式整形环形光横向超分辨共焦显微测量法. 该方法首先利用二元光学器件，将高斯照明光束整形为环形光束，用于初步改善共焦显微镜的横向分辨力，然后利用基于最大似然估计法(maximum likelihood estimate, MLE)的单幅图像超分辨复原技术，重建测量图像的高频信息，来进一步改善共焦显微镜的横向分辨力. 实验表明,当λ=632.8nm，N.A. =0.85时，该方法能使共焦显微镜获得优于0.1μm的横向分辨力. 利用该方法建立的横向超分辨共焦显微系统除了具有显著的超分辨效果外 关键词： 超分辨 超分辨复原 最大似然估计 共焦成像     

用于蓝光存储的无机材料的研究及进展

光存储朝着高密度、大容量、高数据传输率方向发展。下一代的光盘记录将从目前广泛使用的红光波段向蓝光波段发展。本文综述了可用于蓝光记录的新一代超高密度光盘无机存储材料的研究现状和新进展。     

Study on the imaging characteristics of far-field superlens

The optical transfer function of the far-field superlens imaging system is established in this thesis to make it easy to describe the corresponding relation between the far-field angular spectrum and the near-field object superresolution information. We utilized the established optical transfer function to make detailed research on the imaging characteristics of the far-field superresolution, also reconstruct the near-field nano-information through the far-field angular spectrum, which proves that the resolution of the far-field superlens with structure coupled with metal grating can reach 50 nm, and provides a helpful reference for the study of the new optical microscope imaging of superresolution.     

激光喇曼光谱的光纤采样技术

设计了一种高效光纤喇曼探针，与常规采样方法相比，简化了操作，改善了测量的信噪比，同时，光纤采样实现了远距离测量，使恶劣环境下的现场检测成为可能。     

光学相干层析成像轴向超分辨研究

为了提高光学相干层析成像(OCT)的轴向分辨率,采用OCT与光学超分辨术相结合的方法,设计了三区相位型和振幅型两种光瞳滤波器,并将制作的光瞳滤波器应用于系统的样品臂中,分别测量不同条件下对应的轴向响应曲线,结果与理论分析基本吻合,实现了轴向分辨率10％以上的提高,从而验证了利用合适光瞳滤波器实现OCT轴向超分辨的可行性.     

一种二元光学元件阵列微芯模的工艺设计研究

提出一种二元光学元件微型芯模的工艺设计方法,该方法利用了数字调制器件（DMD芯片）的空间光调制特性。首先通过编程设计出二元光学器件的相关软件,以实现菲涅耳透镜、达曼光栅、龙基光栅等各种矢量图形,经过14倍精缩光学系统,将由DMD芯片生成的二元光学器件图像成像在涂有光刻胶的基板上。经显影、定影和坚膜后,再利用电化学蚀刻,得到一种二元光学阵列的微芯模。这种二元光学的芯模制作方法可以方便、高效、低成本地用于制作微光学器件。     

光反馈电激励半导体光学双稳态的开关时间研究

本文使用电子和光子密度的非线性速率方程及近似处理方法,首次讨论了光反馈电激励半导体光学双稳态的开关时间同系统可调参数之间的关系,从实验上研究了该系统的开关时间特性,提出了改善双稳开关时间的方法。     

Superresolution optical disk with a thermoreversible organic thin film

Recording and retrieving small marks far beyond the optical diffraction limit in a high-speed rotating phase-change optical disk have been investigated by use of a thermoreversible organic thin film as a superresolution mask layer. The organic thin film exhibited significant thermoreversibility and rapid response on laser irradiation. Recorded marks as small as 120 nm in length could be detected by a dynamic disk tester with a laser wavelength of 635 nm and a numerical aperture of 0.6.