国家自然科学基金(61108044)
- 作品数：17 被引量：74H指数：5
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- 空气间隙对多层衍射光学元件衍射效率的影响被引量：1
- 2015年
- 基于多层衍射光学元件衍射效率的表达式,推导出了双层衍射光学元件空气间隙与衍射效率的关系。分析了空气间隙、周期、入射波段对衍射光学元件在可见光波段、红外中波、红外长波衍射效率的影响。以400~700 nm、3~5μm、8~12μm波段为例,分别以聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为可见光波段双层衍射光学元件第一、第二层的基底、以硫化锌（Zn S）和硒化锌（Zn Se）为红外中波和长波双层衍射光学元件第一、第二层基底材料。在特定周期情况下,确定了双层衍射光学元件空气间隙的大小对多层衍射光学元件的衍射效率的影响。
- 龚豪邸旭薛常喜
- 关键词：衍射效率空气间隙周期
- Si衬底表面圆柱形抗反射周期微结构的设计及制作被引量：6
- 2016年
- 应用严格耦合波分析方法(RCWA),在本征硅片衬底表面设计并制作了一种圆柱形抗反射微结构元件。通过MATLAB软件模拟仿真确定其最优参数组合,使反射率设计值为3%。应用二元曝光技术和反应离子刻蚀技术制作了单面和双面的圆柱形微结构,根据结果得到射频功率、气体流量及工作气压对微结构侧壁陡直度及形貌具有很大影响。还分析比较了形状(t为实际柱顶面直径与底面直径之比)与反射率的关系。采用热场发射扫描电子显微镜对该结构进行形貌表征,综合显微成像红外光谱仪对反射率进行测量。实验结果:制作了单面、双面微结构与无结构本征硅片反射率做比较双面圆柱形微结构的抗反射效果最好,反射率达8%左右,基本达到抗反射设计要求。
- 董亭亭付跃刚陈驰张磊马辰昊赵玄
- 关键词：反应离子刻蚀反射率
- 一种提高HWS采样率的透镜式微扫描方法
- 2015年
- 为改善传统哈特曼-夏克波前传感器对待测波前采样不足的缺点,对哈特曼-夏克波前传感器和微扫描进行了分析,提出一种提高哈特曼-夏克波前传感器采样率的透镜式微扫描方法。通过在微透镜阵列之前加入由PZT驱动的透镜扫描装置,对CCD采集的光斑分布情况进行高分辨率微扫描图像重建,通过对重建后的光斑分布进行波前重构,提高了哈特曼波前传感器对待测波前的采样率。通过对比实验验证,波前复原精度提高了41%,可以有效提高哈特曼传感器对波前探测的精度。
- 马辰昊付跃刚
- 中波红外光学测试系统的设计被引量：2
- 2011年
- 针对中波红外光学系统直观测试要求,考虑机械机构的限制,采用光学检测的方法对待测中波红外光学系统的像面位置、弥散斑大小和扫描圆直径测试系统进行了设计。详细介绍了中波红外光学测试系统的原理,对测试系统中的各个组成部分,包括光学系统、机械系统和图像处理系统,进行了深入的讨论。重点对光学系统中主要影响测试精度的准直器、测量显微系统的技术指标进行了计算。最后,对测试系统的各项指标的测试精度进行了分析,表明测试系统的精度满足使用要求。
- 李岩贾永丹刘智颖付跃刚
- 关键词：系统设计中波红外测试系统
- 双波段消热差红外鱼眼光学系统设计被引量：3
- 2014年
- 双波段鱼眼红外光学系统可以获取中波和长波两波段的图像信息，同时由于其大视场的特性，可以大大增加目标信息获取范围。根据光学系统的设计要求对光学系统进行了设计，全视场196°，4.4~5.4μm/7.8~8.8μm波段内清晰成像，考虑到冷光栏的制冷效应，F#严格与冷光栏匹配，达到100%的冷光栏效应。推导了大视场被动消热差公式，通过对玻璃材料的优化选择，达到了双波段消热差，所设计的光学系统结构相对简单，成像质量较好，系统各个波段在-40~60℃的工作温度下实现了消热差，满足使用需求。
- 付跃刚黄蕴涵刘智颖
- 关键词：鱼眼透镜双波段消热差光学设计
- 偏心误差对长波红外波段多层衍射光学元件衍射效率的影响被引量：8
- 2015年
- 基于衍射光学元件的相位延迟和衍射效率表达式,推导出了含有偏心误差的多层衍射光学元件衍射效率表达式。建立了含有偏心误差的多层衍射光学元件衍射效率的数学模型,分析了偏心误差对多层衍射光学元件衍射效率及多色光积分衍射效率的影响。以在8-12μm波段内的硫化锌（Zn S）和锗（Ge）为基底材料构成的多层衍射光学元件为例,其设计波长对为8.79μm、11.11μm,构成多层衍射光学元件的两层谐衍射元件微结构高度为78.3391μm、34.6076μm,当多层衍射光学元件的环带宽度分别为500μm和1000μm时,其衍射效率达到95%以上时,偏心误差须分别控制在5.8μm和11.17μm以内。该含有偏心误差的多层衍射光学元件的衍射效率分析模型对于多层衍射光学元件的设计与加工具有重要意义。
- 高龙薛常喜杨红芳聂鑫
- 关键词：光学器件红外波段衍射效率偏心误差
- 基于Q-type非球面的电子内窥镜物镜光学系统设计被引量：13
- 2017年
- 采用具有"负-正"形式的反远距结构作为初始结构,利用Q-type非球面设计了一款工作在可见光波段的电子内窥镜物镜(EEO)光学系统,其全视场为110°,焦距为1 mm,F数为3.3,最大通光孔径为3 mm,系统总长为7.89mm。该光学系统由6片透镜组成,包括两组双胶合透镜和一片两面均为Q-type非球面的镜片。设计结果表明,在奈奎斯特空间频率143lp/mm处的调制传递函数(MTF)高于0.4,接近衍射极限。为验证Q-type非球面在EEO系统设计中的优越性,在相同计算平台与结构参数下设计了一款包含幂级数(PS)非球面的EEO系统,对两者进行了分析比较。结果表明,Q-type非球面具有更强的系统像差校正能力,且有利于提高系统的优化设计效率;设计得到的Q-type非球面与其最接近球面之间的偏离量非常小,有利于提高非球面光学元件的加工效率与检测精度,降低成本;同时Q-type非球面EEO系统的装配敏感性更低,有利于提高系统的装配效率。
- 李闯薛常喜杨红芳张然
- 关键词：非球面加工
- 空气间隙对多层衍射光学元件衍射效率的影响被引量：1
- 2016年
- 基于多层衍射光学元件的衍射效率表达式,推导出多层衍射光学元件空气间隙与其衍射效率的数学关系,并建立其关系的数学模型。基于其数学模型,分析了空气间隙、周期宽度、工作波长对多层衍射光学元件衍射效率的影响。以8-12μm波段的多层衍射光学元件为例,其基底材料分别是硫化锌（Zn S）和硒化锌（Zn Se）,以特定周期宽度研究了多层衍射光学元件空气间隙大小对其衍射效率的影响。
- 龚豪邸旭薛常喜
- 关键词：衍射效率空气间隙
- 锗衬底表面圆柱形仿生蛾眼抗反射微结构的研制被引量：14
- 2016年
- 采用严格耦合波分析方法研究了长波红外波段锗基底的圆柱形周期阵列仿生蛾眼抗反射微结构的衍射特性,并进行理论分析和模拟仿真验证。重点分析了周期、深度、占空比和整体面型轮廓等参数对微结构抗反射特性的影响,得出具有较好抗反射效果的结构组合参数。采用二元曝光技术和反应离子刻蚀技术在锗基底上制备该亚波长周期微结构。通过热场发射扫描电子显微镜对微结构表面形貌进行表征,并应用红外成像光谱仪在长波红外波段分别对双面抛光锗片、单面微结构和双面微结构进行测试对比,结果显示在8~12μm范围内双面微结构的反射率小于8%,基本达到设计要求。
- 董亭亭付跃刚陈驰张磊马辰昊
- 关键词：光学设计
- 红外探测器100%占空比的方形孔径球面微透镜阵列的研制被引量：1
- 2016年
- 为了避免由于红外探测器焦平面阵列存在占空比导致系统光能损失的影响,设计并制作了一种100%占空比、球面矢高8μm、周期50μm的红外石英方形孔径球面微透镜阵列。应用非序列光学分析方法模拟并分析了微透镜周期结构占空比对光能利用率的影响。运用移动掩膜曝光技术和反应离子刻蚀技术制备微透镜阵列,通过显微镜和白光干涉仪对微透镜表面形貌进行表征,并分析了其面形误差。根据实验结果判断射频功率、工作气压及刻蚀气体流量工艺参数对微透镜形貌具有很大影响,经过分析确定了最佳工艺参数组合。测试结果表明:在最佳工艺参数组合条件下制作的微透镜占空比基本达到100%,红外焦平面光能效率从原来的65%提升到93%以上,说明方形孔径球面微透镜能够代替传统圆形孔径微透镜获得更高的光能利用率。
- 董亭亭陈驰付跃刚
- 关键词：微透镜阵列反应离子刻蚀
