利用全息透镜实现光学矩阵乘法

本文提出了用两个多轴全息透镜和两片掩膜组成的光学系统实现两个矩阵相乘的运算．用三阶和六阶矩阵进行了相乘实验，结果表明，运算相对平均误差在５％左右．     

计算全息法测量长焦透镜面形和焦距

为了同时对长焦透镜的面形和焦距进行高精度检测,提出在Zygo干涉仪的球面光路中加入一个二元衍射元件作为检测件的计算全息法。 首先对计算全息法检测长焦透镜的面形和焦距进行了理论推导,并给出焦距误差公式。在Zemax中使用在平面基底上制作的二元衍射元件对一个长焦透镜的面形和焦距进行了模拟检测,其中对该长焦透镜面形的干涉检测PV值为0.0034λ,对焦距的检测精度为-0.11%。最后详细分析了两类误差对检测结果的影响,其中光学元件的位置误差影响不超过0.1λ;二元衍射元件的制造误差影响约0.01λ,在具体制造过程中,其径向位置误差和台阶误差可分别在2 μm和5 nm之内。在综合考虑各项误差的情况下,该方法的检测精度仍然可控制在2λ/25之内。     

折射型微透镜列阵的光刻热熔法研究

研究了制作折射型微透镜列阵的一种新方法光刻胶热熔成形法，获得了２０×２０的折射型微透镜列阵，单元微透镜相对口径为Ｆ／２，单元透镜直径为９０μｍ，中心间隔１００μｍ，透镜的波像差小于１．３波长。本文详细阐述了光刻热熔法的基本原理及微透镜设计方法，并讨论了工艺参数对微透镜列阵质量的影响。     

带圆锥透镜的非稳贝塞尔光学谐振腔

研究了由圆锥透镜和凸面镜组成的非稳贝塞尔光学谐振腔. 利用几何光学原理,讨论了非稳贝塞尔谐振腔中光线传输的ABCD矩阵和腔内光线实现自再现的条件.从波动光学角度出发,利用惠更斯-菲涅尔衍射积分方程导出了谐振腔两镜面处光场的迭代方程,并通过数值模拟得到了凸面镜曲率半径不同时零阶贝塞尔光束在输出镜面上的光强分布.     

重铬酸铵明胶微透镜阵列的研究

根据重铬酸铵明胶在受光照后发生交联的原理，采用重铬酸铵明胶作材料制作了微透镜阵列。讨论了制作微透镜阵列的最佳技术条件。提出了已制成的微透镜阵列的一些技术参数。     

圆锥透镜对球面入射光的聚焦衍射特性

首次导出了圆锥透镜对球面入射波的聚焦衍射计算公式,分析了其轴上能量分布与横向场能量分布特性. 数值计算结果表明,选择合适的球面入射波可以扩展焦深,改善光强分布,同时保证横向场能量分布要求. 对于半径20 mm,锥角θ=1×10^－2的圆锥透镜,采用曲率半径为1200~1400 mm的球面入射波,可扩展焦深200 mm到120 mm,光强的均匀性有明显改善,横向场能量分布形状改变量不超过15 μm,完全达到应用要求.     

立体显示用柱面透镜光栅的设计

分析了柱面透镜光栅的单柱面透镜的光传输特性,进而推导出柱面透镜光栅的曲率半径、节距和厚度等重要参量的计算公式.根据这些理论公式,为15英寸柱面透镜光栅自由立体显示器设计了柱面透镜光栅的参量,通过应用光学软件ASAP模拟该立体显示器的立体视区分布,得出该立体显示器能显示良好立体图像,从而验证了理论的正确性.     

平凸型氮化硅球面微透镜的研究

介绍了用激光化学汽相沉积球面微透镜的技术，首先对激光化学汽相沉积法获得球面微透镜进行了理论分析，并用计算机分析了在一定沉积技术下的微透镜厚度剖面形状及光学聚集特性。其后介绍了激光化学汽相沉积的实验装置，用该装置在平面石英玻璃衬底上，制出了平凸型氮化硅球面微透镜，并对其参量进行了测量。     

圆锥透镜对偏轴球面波光束的衍射模式

球面波入射圆锥透镜产生的出射光束中心光斑直径较小且焦深长，适合通讯领域长距离测量和准直。针对实际操作中球面波光束入射时很可能与圆锥透镜的中心轴线发生偏移或倾斜，使衍射光场发生变化，着重研究圆锥透镜对偏轴球面波光束的衍射模式，并通过衍射理论和稳相法分析，研究其径向衍射光场的分布特性。使用半径为15mm，底角为1°的圆锥透镜进行计算机仿真和实验，最后将实验结果与理论分析和仿真结果相比较，证明球面波的曲率半径和出射光束的传输距离越小，偏轴对衍射模式的影响越小。该研究结果表明：在激光通讯等长距离通信中，使用曲率半径小的球面波光束代替平面波入射圆锥透镜，不仅可以扩展焦深，还可以降低偏轴对测量的影响。     

无透镜傅里叶变换型全息瞄准具研究

基于无透镜傅里叶变换全息术制作了一种新型激光全息瞄准具。瞄准具的核心部件是由一块无透镜傅里叶变换位相全息图和一块全息光束变换器组成的全息光学元件。其突出优点是大视场,大出瞳距离,适合双眼瞄准。此外,瞄准线为明亮的虚像,不会暴露目标,结构简单,对射击近距离运动目标效果突出。介绍了全息瞄准具组件的原理和制作方法,并对其性能进行了分析。     

用二元光学技术制作反射式相息图

采且Ｇｅｒｃｈｂｅｒｇ－Ｓａｘｔｏｎ（Ｇ－Ｓ）迭代算法，在物域和频域之间进行多次迭代，使频谱的振幅大致为常数，并对频谱的位相进行量化，用二元光学技术制成了８台阶反射式相息图（ｋｉｎｏｆｏｒｍ）再现时获得清晰的像，衍射效率较高。     

Research for Horizontal Parallax Only Kinoform in 3D Display

The most promising 3D display technology lies in holographic display system. Kinform, whose theoretical diffraction efficiency is 100%, is the promising type of hologram. It is found that one of the greatest obstacles to the practical application of kinoform is the computational speed. A new model to increase the computational speed is proposed to solve the problem. In the proposed model named horizontal parallax only (HPO) kinoform, the vertical parallax is omitted because the human visual system cannot perceive the vertical parallax. Therefore, the computational speed for HPO kinform is many times faster than that for full parallax kinform. In this paper, both the theoretical basis and the experimental results of HPO kinoform are discussed.     

Characteristics in optimization of CGH for array generator

A method of simulated annealing in optimization of a computer generated holo-gram(CGH)is presented.The characteristics of energy in annealing curve are analyzed.Thecooling schedule such as giving an initial temperature,the temperature function,the numberof interactions and stopping criterion are discussed.As an example,an optimization of phaserelief kinoform,a CGH with multiple phase levels,is implemented.     

Research for Horizontal Parallax Only Kinoform in 3D Display

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｔｈｅｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｄｉｓｐｌａｙ ,ｗｉｔｈｗｈｉｃｈｔｈｅｏｂｊｅｃｔｗａｖｅｆｒｏｎｔｃａｎｂｅｒｅｃｏｒｄｅｄａｎｄｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ,ｉｓｔｈｅｐｒｏｍｉｓｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ3Ｄｄｉｓｐｌａｙ .Ｇｅｎｅｒａｌｌｙ ,ｔｈｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｈｏｌｏｇｒａｍｓｉｓｌｏｗｏｗｉｎｇｔｏｔｈｅｚｅｒｏｏｒｄｅｒａｎｄｏｔｈｅｒｈｉｇｈｅｒｏｒｄｅｒｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｈｏｌｏｇｒａｍｓ.Ｏｎｔｈｅ…     

计算机制全息图的二值化噪声及取样影响

对用于超大规模集成电路光学互连的计算机制全息图(CGH)的量化噪声及取样影响进行了分析.CGH透过率函数的二值化将带来一些噪声,但仍可得到高的信噪比.在光学互连CGH的结构是菲涅耳波带片的条件下,对Nyquist和Whittaker-Shannon两种取样方法进行了分析和比较.结果表明,在小偏转角和高取样频率条件下,用Whittaker-Shannon取样方法得到的衍射效率比用Nyquist取样方法所得到的衍射效率大.     

透镜的光心与节点重合之探讨

本文阐明透镜和光心和节点的定义，指出了它们的不同点，并论证了两者重合的条件及所重合的控制位置。     

Design of the Optimum Holographic Optical Element Lens Using the Hologram Computer-Aided Design Tool

A hologram CAD (computer-aided design) tool capable of designing holographic optical element (HOE) is described. We have been developing this tool which is specialized for holograms. An optimum HOE lens with high diffraction efficiency and diffraction limited imaging characteristics is designed with the tool by applying a computer generated hologram (CGH) which generates an aspherical wave. The imaging characteristics of the HOE lens are experimentally verified and desirable results are obtained.This paper was originally presented at the 2nd International Conference on Optical Design and Fabrication, ODF2000 which was held on November 15-17, 2000 at the International Conference Center, Tokyo, Waseda University, Japan.     

大口径,高精度光学透镜的光胶工艺技术

介绍大口径，高精度光学透镜光胶我对光学元件的技术要求，光胶环境要求，光胶的偏心调整原理及工艺技术方法，并给出实验结果。     

模折射率透镜的研制

本文报道在K7玻璃衬底上制作光波导模折射率透镜的实验结果,包括透镜的设计、制备及性能的测量。     

线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响

基于标量衍射理论,首先得出存在线宽误差情况下4阶菲涅耳透镜衍射效率的解析式;并以 4阶、8阶和16阶菲涅耳透镜为例,进行计算机模拟计算并系统分析线宽误差对菲涅耳透镜衍射效率的影响。通过实验测量16阶菲涅耳透镜的线宽误差,分析其对16阶菲涅耳透镜衍射效率的影响。模拟计算结果对多阶菲涅耳透镜的制作提供重要的理论指导。