現(xiàn)代光學(xué)前沿新興分支學(xué)科(編輯修改稿)
2024-11-12 01:41 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 , 具有重要意義。 11/12/2021 光互連 ?國內(nèi)外學(xué)者提出多種不同實(shí)現(xiàn) PS 變換的方法： ?比如，透鏡棱鏡法、衍射光柵法及全息光學(xué)元件法等。然而，實(shí)現(xiàn)這些方法不同程度的存在許多困難。 ?我們提出用計(jì)算機(jī)制微閃耀光柵列陣實(shí)現(xiàn) PS變換網(wǎng)絡(luò)的新方法，具有如下特點(diǎn)： 11/12/2021 光互連 ?只用一個(gè)列陣元件，不需要空間濾波或復(fù)雜的光學(xué)裝置來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的分割、交錯(cuò)與倒序； ?信號(hào)空占比可任意調(diào)整； ?能量利用率極高； ?變換距離短； ?輸出象是正立的； ?極易實(shí)現(xiàn)元件微型化和多級(jí)互連 11/12/2021 光互連 1234567812345678 PS11/12/2021 靈巧掃描 11/12/2021 靈巧掃描 ?i n p u to u t p u t11/12/2021 靈巧掃描 ? 由一對正負(fù)微透鏡列陣以共焦形式組合，當(dāng)其中之一作橫向移動(dòng)時(shí)，可對透過它們的激光束形成靈巧掃描。靈巧掃描器的參數(shù)可選擇如下：微透鏡直徑為 200m，焦距為 990m，相位等級(jí)數(shù)為 8 ，衍射效率 95 %，每個(gè)列陣包含約 60000個(gè)微透鏡，掃描視場角為 o，掃描速率為 35Hz。 11/12/2021 激光光盤讀出頭 ?隨著激光技術(shù) 、 精密機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展 ， 光 、 機(jī) 、 電三者相結(jié)合的產(chǎn)品已成為當(dāng)前高科技產(chǎn)業(yè)中最重要的產(chǎn)品之一 。 其中 ， 激光掃描技術(shù)和信息存儲(chǔ)光盤技術(shù)的發(fā)展十分迅速 。 早在 1989 年 ， 激光條形碼掃描器 、 激光打印機(jī) 、激光唱機(jī)的銷售量分別已達(dá)二十萬臺(tái) 、一百萬臺(tái)和一千萬臺(tái) 。 最近幾年 ， 它們的銷售量在成倍的增長 。 11/12/2021 激光光盤讀出頭 ?二元光學(xué)元件作為這些器件中的核心元件 掃描光學(xué)元件和讀出光學(xué)頭，具 有大數(shù)值孔徑、重量輕、并可偏振方向選擇的特性； 具有廣闊的應(yīng)用前景。 11/12/2021 二元光學(xué)光纖列陣連接器 ?大多數(shù)光纖連接器都是端面對接式 ,例如ST(直插 )型 、 BC(雙錐 ) 型 、 PC(物理接觸 )型 、 FC(面接觸 )型 、 SC(直聯(lián) )型以及SMA( 通用標(biāo)準(zhǔn) )型等。 ?我們提出一種二元光學(xué)微透鏡列陣光纖連接器， 11/12/2021 二元光學(xué)光纖列陣連接器 ?由于透鏡之間的光束束寬遠(yuǎn)大于對接式連接光纖之間光束束寬，大大降低了連接器對接過程中對橫向偏移的敏感程度； ?由于透鏡端面面積遠(yuǎn)大于光纖纖芯面積，使得通光表面污染的影響大為降低； ?可以采用在透鏡間注入折射率匹配液或者在透鏡另一表面刻蝕高頻光柵等 多種減反措施，有效消除菲涅爾反射； 11/12/2021 二元光學(xué)光纖列陣連接器 ?采用二元光學(xué)設(shè)計(jì)可以有效消除象差從而避免帶來附加損耗； ?可以采用模壓技術(shù)以便于滿足大規(guī)模生產(chǎn)要求，可以大大降低成本。 11/12/2021 二元光學(xué)光纖列陣連接器 二元光學(xué)微透鏡列陣光纖連接器示意圖11/12/2021 多頭激光劃片機(jī) ?利用二維 Dammann光柵形成上百條平行光束 ,經(jīng)過反射、折射及微透鏡聚焦后，形成多頭激光束，對移動(dòng)的工件進(jìn)行劃片操作。（例如，用于太陽電池的劃片切割，具有劃片速度快、切割損耗小、使用效率高的優(yōu)點(diǎn)。） 下圖為多頭激光劃片機(jī)原理圖 11/12/2021 多頭激光劃片機(jī) 11/12/2021 半導(dǎo)體激光列陣合成器 11/12/2021 其它應(yīng)用 ?萊福槍上的夜視儀 ， 具有可寬帶使用 、大數(shù)值口徑 、 攜帶方便 、 低成本和大量復(fù)制等特點(diǎn)； 11/12/2021 其它應(yīng)用 ?飛行員頭上的平視顯示儀 ，具有重量輕、光能損失小、單色顯示且顯示清晰等優(yōu)點(diǎn)； 11/12/2021 其它應(yīng)用 ?Damman光柵分束器 ，其光束利用率極高，各光束強(qiáng)度均勻性好。 11/12/2021 其它應(yīng)用 ?還可用于 集成平面微光學(xué)系統(tǒng)中 ，靈活的控制光線傳輸?shù)倪^程 ； 11/12/2021 其它應(yīng)用 ?在慣性約束核聚變 高功率激光系統(tǒng)中，用隨機(jī)位相板來實(shí)現(xiàn)光束平滑處理。 11/12/2021 5． 深蝕刻二元光學(xué)元件 ?二元光學(xué)形成時(shí)間之短 、 發(fā)展速度之快 、應(yīng)用領(lǐng)域之廣 ， 都是人們始料未及的 。因此 ， 二元光學(xué)在元件設(shè)計(jì) 、 制作技術(shù) 、誤差控制 、 質(zhì)量檢測等方面都有許多課題需要研究解決 。 11/12/2021 5． 深蝕刻二元光學(xué)元件 ?為此，我們在目前二元光學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展一種新穎的、蝕刻位相深度超過、具有高深寬比 (aspectratio)的深蝕刻二元光學(xué)技術(shù)。 深蝕刻二元光學(xué)技術(shù)拓展了二元光學(xué)更加廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域，尤其在設(shè)計(jì)制作微小高能量密度元件方面有特殊用途 。 11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件特性 ?探索性的系統(tǒng)研究了深蝕刻二元光學(xué)元件的衍射特性； ?提出了深蝕刻二元光學(xué)元件具有焦距縮短效應(yīng)、高相對孔徑、高能量密度、高深寬比的特性； 11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件特性 11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件特性 11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件制作誤差分析 ?提出了 4 階二元光學(xué)元件衍射效率與制作誤差之間的解析式； ?創(chuàng)建了“深蝕刻二元光學(xué)元件制作誤差模擬軟件”； ?建立了深蝕刻二元光學(xué)元件制作誤差的經(jīng)驗(yàn)公式； 11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件制作誤差分析 ? ? ? ? ?U U Uk k k* U M V M V k N U M V M V k N12 2 222 2 22 3 2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?co s ( / ) co s ( / )? ? ? ? ? ? ? ? ?2 21 2 32425U U M V U k N M U V Uco s ( / )?11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件制作誤差分析 213222110 AACCdCnii ?????? ?????????????? ??11/12/2021 深蝕刻二元光學(xué)元件應(yīng)用 ?利用深蝕刻理論和技術(shù)，在國內(nèi)首次設(shè)計(jì)并制作出用于準(zhǔn)分子激光照明系統(tǒng)中、具有結(jié)構(gòu)緊湊、光束均勻性好等優(yōu)良特性的深蝕刻二元光學(xué)均勻器。 深蝕刻二元光
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