替代旋转非球面的GRIN透镜的理论分析

本文通过对轴向球面GRIN透镜的分析,导出了光线在透镜内部传输的一般方程利用等光程方法导出了轴向GRIN透镜与旋转非球面匀质透镜之间的等效条件。     

梯度折射率球透镜的制备及其光线轨迹测试

自麦克斯韦鱼眼透镜理论模型提出后,长期以来学术界一直以为它只是一种绝对光学仪器,在实践中并没有应用的可能。但通过对麦克斯韦鱼眼微球透镜的理论研究表明,在一定条件下,它具有良好的成像性能和耦合效率。根据菲克定律推导出梯度折射率球透镜的折射率分布函数。并且熔制了含Li+硅酸盐玻璃和采用槽沉法以及Na+/Li+离子交换法制备直径为0.3—3.0mm的梯度折射率球透镜。通过干涉法测得了梯度折射率球透镜的折射率分布曲线,并研究了光线通过梯度折射率球透镜的轨迹。研究结果表明:在590℃,离子扩散系数为3.07×10-6mm2/s;所制备的梯度折射率球透镜的折射率分布是抛物线分布,并且和理论分析相吻合;梯度折射率球透镜的光线轨迹满足椭圆方程。     

采用GRIN透镜的微胶囊内窥成像技术

研究了采用新型的GRIN透镜的微胶囊内窥镜成像的工作原理.根据近轴子午光线方程,用矩阵分析法分析GRIN透镜成像原理,并提出自动调焦、CCD光电转换、图像传送和无线传送电能等的实现方法.为研发微型生物医学仪器提供了必要的理论基础和重要的技术方法.     

采用GRIN透镜的数字式光纤加速度计系统设计

为使测量加速度计的传感器小型化、不受电磁干扰 ,根据GRIN透镜在 1 / 4波节处具有入射光线与出射光线成中心对称的特性[1 ] ,首次提出并研制了采用GRIN透镜的微型光纤加速度计。闭环负反馈电路设计技术被应用于该加速度计中 ,使之成为一个具有调宽脉冲再平衡性能的新颖加速度测量系统。通过对该系统进行数字仿真和精度定量分析 ,结果表明 ,该光纤加速度计具有测量线性范围宽、精度高的特点 ,可广泛应用于惯性测控系统中     

锥形GRIN透镜的光束宽度和变周期节点

本文由波动方程出发,求得了锥形GRIN(梯度折射率)透镜的光束宽度关系式,并由此确定这种透镜的变周期节点。用几何光学轨迹法也能得到同样的结果。     

一种具有Luneburg透镜特性的轴向GRIN介质透镜

本文给出一种轴向GRIN(梯度折射率)介质透镜。这种透镜具有 Luneburg(卢内堡)透镜的特性。它可以使无限远光线锐成象;亦可用于点—点锐成象系统,光准直或光准直—聚焦系统;在微波频谱区域及有声成象、天线设计方面有一定应用价值。     

聚合物梯度折射率微球透镜的研制

选取高分子单体组合,用悬浮扩散共聚法研制具有球对称梯度折射率(Gradient Refractive Index,GRIN)的微型聚合物球透镜.用剪切干涉法测定微透镜试样的折射率剖面,根据分布曲线的特征调整、优化制备工艺条件,成功获得直径0.3～1.4 mm、透明、在半径的全程范围具有球对称折射率梯度,折射率差ΔN为0.006～0.014的微型聚合物球透镜.     

用于LD光束准直整形的GRIN透镜的设计

本文提出了利用单个梯度折射率（GRIN）透镜同时对半导体激光器（LD）发射光束进行准直、整形和像散校正。对该GRIN透镜进行了设计,并对LD参数进行了测量。我们根据所设计的GRIN透镜的特点,采用椭圆形掩模孔,Ag-Na离子交换,来达到使GRIN透镜具有双焦距的目的。     

GRIN透镜干涉仪光学系统模型和分析

较完整地提出GRIN透镜干涉仪的数学模型,分析了光学系统处于六种不同模态下的特点,讨论了有关结构因素,特别是GRIN透镜长度对干涉仪工作性能的影响,有关分析和相关结论可作为GRIN透镜干涉仪系统设计和测量计算的依据。     

锥形GRIN透镜的付里叶变换

对GRIN(梯度折射率)透镜的付里叶变换和传递函数进行了讨论。当调制传递函数M.T.F=0.5时,GRIN透镜的空间分辨率达45对线/毫米。     

正方形自聚焦透镜光线理论研究

针对正方形自聚焦透镜折射率分布特点,引入方向角概念,以平方律表征其折射率分布.从理论上研究了平方律折射率分布下正方形自聚焦透镜的光线轨迹方程,得到了子午光线表达式.结果表明,与传统径向自聚焦透镜相比,正方形自聚焦透镜的光线轨迹受光线入射方向角影响,会产生较大像差.得到了正方形自聚焦透镜数值孔径表达式,表明数值孔径并非常量,且与方向角密切相关.计算了中心轴上的最大数值孔径,方向角为0°时最小为0.405,方向角为45°时最大值0.5以上.     

变折射率球透镜的研制

本文报导一种球面梯度透镜,它是用离子交换方法制得的。文章从菲克定律出发求得了折射率分布函数。并推导了在梯度球中光线的轨迹方程,列举了几种折射率分布的计算结果。文中还附有所拍摄干涉条纹的相片。     

非圆柱形发散梯度折射率棒透镜光线传播轨迹的解析解族

本文研究光线在具有非圆柱形等折射率面的发散型梯度折射率棒透镜中的传播规律,提出在轴向弱非匀条件(即dg~(-1)(z)/dz<<1下近轴子午光线轨迹的一种解析表达式.从该解析式的解析解,棒透镜梯度参数g(z)所满足的条件出发,导出棒透镜的折射率分布族.文中给出了两个线性无关的光线传播轨迹的解析解族,并以一种发散型棒透镜为例讨论了近轴成像特性.     

基于渐变折射率透镜的低损耗1×N微结构光纤耦合方法

提出了一种新型的、基于单个径向渐变折射率(GRIN)透镜的1×N光纤耦合方法,并基于水平入射以及垂直斜面入射光线的传播方程建立了用于求解点光源发出的光束在GRIN透镜斜面入射后的成像点的计算方法。通过将透镜前端面加工成多斜面棱镜,将输入光分为多束,光束聚焦位置可以通过系统参数来调整;被分割开的光束经会聚、优化像差后,实现1×N低损耗耦合,并进行了仿真研究;通过优化斜面倾角、物距等关键参数实现了光纤低损耗耦合。该设计方案结构简单,易于装配,为各类光子晶体光纤、多芯光纤、光纤组束和光纤合光提供了实用的耦合方法。     

平面交叉玻璃波导型微透镜阵列光学性能研究

介绍了平面交叉玻璃光波导型半球形微透镜阵列的制作方法.利用积分形式的光线方程式讨论了半球形微透镜的光学特性,得到了半球形微透镜的光线轨迹方程式和焦距表示式,理论结果与实验数据是一致的.     

含Li+的径向梯度折射率棒透镜的研究

研究发现在硼硅酸盐系统玻璃中,利用Li⁺/Na⁺离子交换来制取径向梯度折射率(GRIN)棒透镜时,基质玻璃中重要的成分Li₂O含量对径向GRIN棒透镜的象差和数值孔径值有着明显的影响,并着重分析和讨论了实验中Li₂O含量对径向GRIN棒透镜中折射率分布、数值孔径及象差影响机制.进一步指出实验中Li₂O含量存在一个最佳值,既能够满足径向GRIN棒透镜获得较大的数值孔径又满足其具有较小的象差.     

轴向梯度透镜效应

本文导出了以单边梯度变化的矩形介质板作轴向梯度透镜的光线轨迹方程.在以中心折射n_o面为入射面时,光线的轨迹为对数函数曲线,而以边缘折射率n_(x)为入射面时,光线轨迹为反正切函数,由此可以考虑在光学系统中的应用.     

一种新型GRIN透镜光纤加速度计的研究

研究了一种新颖的光纤加速度计,阐述了三光纤GRIN透镜加速度敏感元件的工作原理及其结构设计.该传感器包括三根光纤、一个GRIN透镜和一个质量块.根据光功率耦合原理,对透镜倾斜时的误差进行了定量分析.该加速度计具有结构新颖、体积小和灵敏度高等优点,是一种具有多用途的加速度传感器.     

非对称GRIN微透镜阵列的设计与制作

针对 L D光束的特点 ,提出利用单个非对称 GRIN微透镜 (双焦距 )对 L D光束进行准直、整形和像散校正。总结出了根据 L D光束参数结合离子交换工艺的设计方法。利用椭圆形掩模孔和电场辅助离子交换工艺制作了非对称GRIN微透镜阵列 ,并对样品的性能进行了测试     

熔盐对Li+/Na+离子交换及折射率分布的影响

研究发现利用Li⁺/Na⁺离子交换制取径向梯度折射率(GRIN)棒透镜时,在NaNO₃熔盐中,添加NaCl,会影响Li⁺/Na⁺离子交换反应平衡,最终改变径向GRIN棒透镜的折射率分布、折射率差值及像差.并着重分析和讨论了在本实验中NaNO₃+NaCl混合熔盐对径向GRIN棒透镜中折射率分布、数值孔径及像差的影响机理.