摘要：光子筛作为一种衍射光学元件,具有较大的色散,不适用于宽光谱成像。光子筛的焦距随着入射波长的增大而减小,而正的折射透镜焦距随着入射波长的增大而增大。应用了折衍混合方法进行光子筛消色差的设计。该设计利用二者相反的色散特性,在光子筛的一侧紧密放置一平凸透镜,从而实现光子筛的消色差设计。并针对可见光光谱进行了设计,分析表明该方法能够实现消色差,且具有一定校正二级光谱的能力,消色差波长与中心波长处焦距相对误差为0.33%,成像光谱带宽为20nm。与普通单个光子筛相比,该方法有效拓宽了光子筛的成像光谱范围。与使用波带片的折衍混合系统相比,聚焦光斑更小。

摘要：设计了具有多波段聚焦功能的光子筛,并对其进行了仿真分析。利用菲涅耳-基尔霍夫标量衍射理论的极坐标形式对远场下的基于菲涅耳波带片的光子筛进行聚焦分析,仿真结果表明:光子筛具有超瑞利衍射极限的聚焦特性,并且能抑制菲涅耳波带片聚焦时的高阶衍射和旁瓣效应。对光子筛进行光谱扫描分析后得到:光子筛具有很好的波长选择特性。基于光子筛的此性质,设计了可以对多个波长的入射光在指定位置进行同时聚焦的光学器件。具有多波长聚焦功能的光子筛在多焦点成像、仿生学等领域具有广泛的应用。

摘要：概述了谱学光子筛的设计原理,计算了其透射率,并对设计的软X光谱学光子筛的衍射模式在光学波段进行了模拟计算和实验表征。结果表明,这种新型色散元件具有良好的、与设计预期一致的单级衍射特性,3级及以上的高级衍射能被有效抑制。与传统的透射光栅和以前设计的单级衍射光栅相比,新设计的软X光谱学光子筛更易于实现自支撑,可望在极紫外和软X光谱测量过程中得到广泛应用。

摘要：提出了一种准相位型光子筛。该准相位型光子筛通过改变暗环上小孔直径与带宽的比值,对焦点处的相位分布进行调制,使通过亮环和暗环上小孔的光波在焦点处发生相长干涉,生成聚焦光斑。该准相位型光子筛无需对基底进行特殊处理,即可完成相位型光子筛的制作,降低了加工难度。和普通振幅型光子筛相比,在相同最小加工尺寸的条件下,准相位型光子筛具有较大的数值孔径,可降低聚焦光斑尺寸。并且,和多区光子筛相比,在同样的最小加工尺寸及数值孔径的条件下,准相位型光子筛光斑尺寸及质量均优于对方。为大数值孔径光子筛设计提供了一种新的设计方法。

摘要：对光子筛的聚焦成像原理作了分析,并用平面波角谱方法对光子筛聚焦成像进行了数值模拟.模拟结果表明,光子筛聚焦具有提高分辨率和抑制高级衍射的优点.在理论分析和计算机模拟的基础上,设计并制作了Fresnel波带片、未平滑处理和平滑处理后的光子筛.用波长为532nm激光光源对波带片和光子筛聚焦光斑进行检测.结果表明,光波通过光子筛聚焦后的光斑比波带片的光斑更细,成像对比度更高.

摘要：为了寻找一种简单有效的产生局域空心光束的方法,提出了一种利用交错型光子筛产生空心光束的方法。通过光子筛的内部区域和外部区域相消达到轴上光强为零的目的。给出了光子筛的结构和设计参数,对空心光束中心暗斑尺寸和光子筛焦距、环带数、小孔调制系数的关系进行了深入的研究,发现改变焦距和环带数可以得到微米甚至亚微米的中心暗斑的局域空心光束。理论推导和仿真分析验证了方法的可行性,该方法具有结构简单和能产生极小中心暗斑的优点,特别适用于光学镊子、原子冷却等。

摘要：利用数字全息测量方法结合变采样间距的衍射传输算法实现双焦点光子筛器件焦距及焦斑的同时精细测量.给出了双焦点光子筛器件及其理论焦斑分布,采用双曝光的离轴全息方法得到了CCD接收面处光场的复振幅分布,基于此光场通过变采样间距的衍射传输算法获得具有较高分辨率的双焦点光子筛的聚焦场特征,与CCD直接测量结果相比,焦斑分辨率提高了10倍,双焦点光子筛的焦距等于自动对焦算法及强度最大值扫描方式分别求得的两段距离之和.实验结果表明测得的双焦距与设计焦距偏差分别为0.53%和0.37%,得到的两个焦斑半值全宽与设计值相比,其偏差分别为2.86%和1.86%.本文提出的测量方法除了应用于光子筛类器件的性能检测以外,还能够广泛应用于其它类衍射透镜聚焦特性的测量与性能分析.

摘要：应用斐波那契数列,提出了一种双焦点光子筛,并基于惠更斯-菲涅耳原理,分析了斐波那契光子筛的聚焦特性。数值仿真结果表明,当单色平面波通过斐波那契光子筛时,它能够获得两个焦距比约为黄金分割比的轴向焦点。筛孔直径等于所在轨道宽度的1.165倍时,两个焦点处光强相等。与斐波那契波带片相比,斐波那契光子筛具有更高的横向分辨率。最后引入高斯切趾技术,对斐波那契光子筛筛孔个数进行调制,在两个焦平面上进一步提高横向的分辨率。由于斐波那契光子筛体积小、重量轻、设计灵活,而且具有多焦性,可以用于光学开关、纳米光刻、生物仿生眼、多焦成像和测距,甚至在X射线显微技术和太赫兹成像技术都将有新的应用。

摘要：对光子筛的结构进行了优化设计,通过实验研究了光子筛对355nm激光的聚焦特性,并与传统的聚焦元件波带片进行了比较。首先,使用自行编写的光子筛自动生成宏文件程序,优化设计了光子筛图形;制作了特征尺寸为2μm、适用于355nm激光的聚焦光子筛和波带片;搭建了聚焦光斑的测试光路系统,得到了光子筛和波带片对355nm激光的聚焦光斑。通过比较分析,得出光子筛具有更好的聚焦特性以及旁瓣抑制能力的结论。

摘要：结合光子筛与二元衍射光学元件,提出一种新型的具有更高衍射效率的光子筛——二元光子筛,这种光子筛在对应菲涅尔透光环带及不透光环带上都分布有大量透光小孔,且两种位置处的小孔存在π的位相差。研究了二元光子筛的设计理论方法并根据指标对工作波长为650 nm的二元光子筛进行了设计。通过多次光刻、反应离子蚀刻等微加工工艺制作出二元光子筛;并对其展开如衍射效率、透射波前等特性的测试。