摘要：针对传统微分干涉相衬技术对双折射性物体成像会有伪像的问题,用双频闪耀光栅取代传统微分干涉相衬的分光元件诺曼斯基棱镜,设计了一种微分干涉相衬方法。对双频闪耀光栅设计,模拟入射平面波通过它之后的光强分布,结果表明它能产生两束剪切角很小的光。用双频光栅微分干涉相衬方法对纯相位样品模拟成像,仿真结果和物体的相位轮廓一致。分析了微分干涉相衬中的相移量和剪切量对成像对比度的影响,加入相移量会明显提高成像图像的对比度,而剪切量越小图像对比度越高。

摘要：针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求,设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性,首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数,再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析,优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析,结果表明,仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元,与理论计算结果114 V基本吻合,验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外,利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析,结果表明,微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小,即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案,推动了视场选通成像系统的实际应用。

摘要：超表面由亚波长尺度排列的人工原子阵列组成,在调控光场相位、振幅、偏振等方面具有巨大优势.受离散采样原理和周期性假设的限制,传统正向设计方法不可避免地存在设计误差,容易导致器件性能下降.本文采用基于伴随的多目标拓扑优化方法,逆向设计了一种具有大偏折角度、偏振不敏感特性的自由形状波分复用超光栅.仿真结果表明,相比于离散规则结构,拓扑优化的波分复用超光栅具有更优越的偏振不敏感性能.此外,该结构对510 nm入射光的偏折角度可达70.8°,其绝对偏折效率高达48%;对于852 nm入射光,其透射效率为98%.在此基础上,通过使用随机初始结构可将绝对偏折效率优化至70%以上.本文设计的自由形状波分复用超光栅具有偏折角度大、效率高和空间串扰低等优点,在光通信、微纳光场调控、基于里德堡原子的微波测量等领域具有潜在应用前景.

摘要：提出一种连续深浮雕微光学元件的制作方法。在移动掩模的基础上经湿法显影获得光刻胶元件良好的面形 ,然后结合干法刻蚀将图形通过蚀速比放大的办法精密传递到石英片基上 ,从而使最终的元件达到设计的浮雕深度。作者对整个过程进行了考察和讨论 ,并以微棱镜为例进行了实验验证 ,为进一步制作大数值孔径连续表面微光学元件打下了技术基础。

摘要：激光雷达技术因具有高精度、高分辨率和工作距离远等优点被广泛应用于三维成像。然而,受光学系统衍射极限的限制,激光雷达的空间分辨率随着目标距离的增大而显著降低。为解决上述问题,结合共聚焦照明技术和亚像素扫描技术,提出一种聚焦照明亚像素扫描光子计数激光雷达,并在实验室内进行了10 m成像实验。结果表明,相较于准直照明光束,采用共聚焦照明光束可将系统空间分辨率由5.0 mm提高到0.9 mm,不仅实现了超光学系统衍射极限成像,还有效降低了多重回波的影响,增强了回波强度。

摘要：提出了一种可对大矢高、非球面微透镜阵列面形进行精确控制的新方法。针对不同面形的微透镜阵列 ,该方法首先对光致抗蚀剂表面的曝光分布进行设计 ,然后 ,利用光致抗蚀剂显影过程中的阈值特性 ,对微透镜的面形实行控制。当抗蚀剂显影速率接近 0时 ,即可获得设计的微透镜面形。该方法不仅大大提高了微透镜阵列矢高的加工范围 ,而且还减小了光刻材料显影特性对微透镜面形的影响 ,提高了微透镜阵列的面形控制精度 ,在实验中获得了矢高达 114 μm的微透镜阵列。最终实现了大浮雕深度、大数值孔径、非球面微列阵光学元件的面形控制。

摘要：高阶贝塞尔光束能够携带轨道角动量,且具有无衍射特性,在粒子操控、激光微纳加工及非线性光学等领域具有重要应用价值。目前产生高阶贝塞尔光束的方式无法同时满足集成化和高功率场景的应用需求。基于飞秒激光诱导的双折射纳米光栅结构,提出一种高损伤阈值的集成化光场调控器件制备方法。通过调控纳米光栅的光轴方向和相位延迟量,在石英玻璃内部写入光轴取向空间变化的多层纳米光栅结构,制备的器件可以实现不同光场调控功能的叠加和不同工作波长的设计。基于所提方法制备了中心波长为532 nm、拓扑荷值为4的高阶贝塞尔光束产生器件。器件产生的高阶贝塞尔光束携带的轨道角动量与设计值相符,在4 m距离内光斑大小保持基本不变。器件的零几率激光损伤阈值为28.5 J/cm^(2)(6 ns),在高功率激光光束整形等领域具有极大的应用潜力。

摘要：设计了一种新型静电驱动双向平动的MEMS变形镜,其结构包括3部分:中央下电极,4个静电驱动杠杆结构以及反射镜面(上电极).该变形镜有两种驱动模式:向下驱动模式和向上驱动模式.在向上驱动时,4个杠杆结构实现了位移的放大;向下驱动时,利用了非线性弹性系数法扩展了镜面的平动范围.采用表面硅工艺完成了变形镜的加工.通过白光干涉仪对变形镜的测试表明:在向上驱动模式下,变形镜在驱动电压为31 V时位移达到1.1μm;在向下驱动模式下,变形镜在6 V的驱动电压下位移达到1.1μm.变形镜的总行程为2.2μm,达到了同样工艺下传统变形镜的3倍左右.

摘要：叙述亚微米投影光刻物镜光学设计要点：光刻分辨力Ｒ与波长λ、数值孔径ＮＡ的关系；光学系统双远心的构成方法；光刻物镜的象差校正优化设计中的需控目标值等问题。介绍一个亚微米ｉ线投影光刻物镜的设计结果、光学制造公差和质量控制方法，以及其主要性能测试结果。

摘要：RF微机电系统(MEMS)开关“断”状态时的隔离度依赖于其几何结构参数,因而需对其尺寸进行优化设计以获得高的隔离度。利用有限元软件HFSS对串联RFMEMS开关模型进行微波特性分析,系统研究了“断”状态下,MEMS开关的隔离度、回波损耗与其信号线宽度(w)、信号线间距(d)、气隙高度(g)、接触层面积(A)等结构参数的关系。结果表明,较小的w、较大的d、较高的g和较小的A可获得具有较小回波损耗和较大隔离度的MEMS开关。其中信号线间距对微波性能影响最大,是RFMEMS开关结构设计考虑的主要因素。设计了g=3μm,d=60μm,A=80×100μm2,w=100μm一个RFMEMS开关,在5GHz时其回波损耗小于0.2dB,隔离度大于35dB。