摘要：设计并制备了一种具有较大变倍比及较高成像质量的充液式连续变焦微型柱透镜系统。该系统由埋入聚二甲基硅氧烷基片的两片对称弯月柱透镜及一片双凸柱透镜构成:两弯月柱透镜边缘位置胶合形成空腔,改变注入其中的液体折射率,可实现柱透镜系统的连续变焦;双凸柱透镜的优化设计可控制柱透镜系统整个变焦范围内的像差。当柱透镜系统中注入的液体折射率由1.3330变化到1.5530时,可实现系统后焦距由52.292~4.972 mm的连续平滑变化。整个变焦范围内,柱透镜系统径向弥散斑均方根半径始终小于5μm,接近衍射极限。对柱透镜系统的可能公差进行了详细分析,证实了该设计的可行性,并完成了透镜系统的加工制备及后焦距、调制传递函数曲线的测量。该变焦系统具有变倍比高、体积小、结构简单稳定、成像质量高等优势,可用于集成化的微型设备中。

摘要：微波加热具有瞬时、可控、高效等优点,已被广泛应用于新材料制备、核工业、名贵药材干燥、化学反应催化、食品加热等方面。微波反应腔作为微波加热系统的关键设备,其更加合理的设计对提升微波加热的效率、均匀性、可控性都具有决定性意义。基于光子晶体对电磁波的布拉格散射特性,将微波波段的光子晶体引入到传统圆柱形微波反应腔中,设计了一款新型圆柱形光子晶体微波反应腔。在此基础上,仿真研究了光子晶体对加热效率和均匀性的影响规律。研究结果表明,相较传统圆柱形微波反应腔,圆柱形光子晶体微波反应腔具有更高的加热效率和均匀性。

摘要：本文设计了由四聚长方体组成的全介质超表面,其中每个长方体刻蚀两个椭圆柱并填装空气.当分别为超表面单独引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可在近红外波段产生稳健的准连续域束缚态模式(quasi-bound states in the continuum).通过测量准BIC (quasi-BIC)模式的谐振波长,计算准BIC模式的Q因子(quality fector)与不对称参数的关系,可进一步证实不对称参数对准BIC共振频率和Q因子的可调谐性.在此基础上,当同时引入面内对称破缺、位移扰动和周期扰动时,可获得5个高Q因子的准BIC模式.共振峰的数量、位置以及Q因子都可通过调整面内破缺、位移扰动和周期扰动的程度进行调控.该超表面的设计可为传感器的多参数传感以及灵敏度等性能的提升提供一种全新思路.

摘要：立体显示、虚拟现实及头戴设备的应用研究需要对人眼视觉双目特性做更深入的研究。阈值测量是研究视觉感知特性的方法之一,人的左右眼分别观看不同的颜色,且双眼观看的颜色色差不超过双目颜色融合的阈值时,可能会感知到灰色,也就是发生了双目色调消除现象。为了研究这种特殊现象,本文设计了视觉心理物理学实验,在CIELAB颜色空间中研究双目融合范围内能够感知到灰色现象的对立颜色方向和色差阈值,并将实验结果分别在LMS、MacleodBoynton、DKL等颜色空间中表示,为进一步研究人眼特性及双目颜色机理提供实验数据。

摘要：介电特性在复合材料的电磁效应研究和材料设计中具有重要的作用。本工作在研究传统通用有效介质(GEM,General Effective Medium)公式的局限性基础上,提出了用于预测和计算颗粒填充二元复合材料等效介电特性的修正通用有效介质(MGEM,Modified General Effective Medium)公式。运用MC-FEM(Monte Carlo-Finite Element Method)方法分析计算各种参数条件下颗粒随机填充二元复合材料的等效介电特性,并与MGEM公式计算结果进行比较,验证MGEM公式的正确性和有效性。此外,还将MGEM的预测结果与部分经典理论公式的计算结果、部分文献报道的实验测量数据进行了比较。研究表明,在不同介电常数比(1/50～50)和不同体积分数(0～1)的情况下,MGEM公式预测结果与MC-FEM模型结果完全吻合,与实验测量结果基本一致,为颗粒填充二元复合材料等效介电性能分析提供了一种具有较高计算精度的理论计算方法。

摘要：以MoS_(2)、GeS为代表的二维层状材料在光学、电学等方面表现出优异的物理性能。如何将两者的优良性能结合,同时获得具有新的协同功能的复合材料对电子器件的发展和应用具有重要意义。本文采用密度泛函理论的第一性原理计算方法,对GeS/MoS_(2)异质结的电子结构及光学性质进行了系统研究,并探索了界面间距、应变和电场对异质结电子结构和光学性能的影响。研究结果表明,GeS/MoS_(2)异质结是Ⅱ型能带排列,该能带排列有利于光生电子-空穴对的分离。进一步研究发现,通过应变和电场等手段可以实现对GeS/MoS_(2)异质结能带排列及光吸收系数的有效调控。该研究结果表明GeS/MoS_(2)异质结在光催化、光电器件等领域具有潜在的应用,为设计与制备GeS/MoS_(2)相关的光电器件提供了理论指导。

摘要：阿贝数是光学设计领域的重要基础参数,较固体而言液体阿贝数的数据相对匮乏,随着液体光学系统的发展,液体阿贝数的准确测量日趋重要。目前常用的测量透明液体阿贝数的方法存在操作过程繁琐、测量效率低、不适用于有毒、易挥发液体的测量等缺点。为此,提出一种基于复合液芯柱透镜的散焦宽度测量透明液体阿贝数的方法。实验过程中仅需转动同轴滤光片转轮更换光源处红光、黄光、青光的滤波片,即可利用CCD快速采集三种光源照射下的散焦图像,根据散焦图像宽度与液体折射率之间的良好线性关系得到3种波长下透明液体的折射率,从而计算其阿贝数。该方法兼具实验装置简单、易操作,测量速度快等优势,可用于迅速扩充透明液体阿贝数这一基础数据。

摘要：磁场测量是太阳科学观测中最重要的一部分,围绕磁场展开的相关研究是太阳物理的研究热点.磁像仪是一种可以进行高分辨磁场观测的精密测量器件,在地基和空间太阳观测中得到了广泛的应用.窄带可调谐滤光器是磁像仪获得窄带光的核心光学部件,其特性会对磁像仪的性能产生影响.滤光器分为两大类,具体可包括4种结构,不同结构具有不同的性能特征,可根据磁像仪的需求进行选择.本文调研了国内外著名地基、球载、空间太阳磁场望远镜,总结了太阳磁像仪中常用的各种窄带可调谐滤光系统的实现方式,滤光器的结构、原理、轮廓特性以及在磁像仪中的应用场景,归纳了不同太阳磁像仪滤光系统的设计特点和关键技术,以期为未来太阳磁像仪滤光系统的研制提供参考.

摘要：对于大口径地基开放式太阳望远镜,热光阑温升将导致其像质劣化。尤其是,热光阑通光孔紧挨成像光束,其与环境的温度差对像质影响很大。这是中国巨型太阳望远镜(Chinese Giant Solar Telescope,CGST)计划面临的诸多问题之一。解决热光阑温控问题的具体方法是设计整体冷却效率高且在关键位置得到进一步强化的热光阑结构,以达到温控均匀的目的。本文提出倒锥导流式热光阑设计方案,该方案有利于降低通光孔位置温度,使温度极高点离开通光孔。对流换热系数和光阑温度场仿真结果证明此方案明显优于目前常用的方法。倒锥导流式热光阑的极限温升为3℃,优于GREGO的极限温升(7℃);实测温度场与仿真温度场进行对照,结果在误差范围内。结果证明导流式倒锥结构具有较好的温控效果。

摘要：提出了一种宽带的反射型超表面太赫兹极化转换器,其单元结构由主“I”型和两个附加“C”型构成,在较宽频带及较大斜入射角范围,可将入射的线极化波高效地转换为交叉极化波。仿真结果表明,极化转换器工作在1.05~2.45THz的频率范围内,相对带宽为80%,极化转换效率达到90%以上;若太赫兹波入射角在40°以内,极化转换效率仍保持在80%以上。给出了反射型超表面极化转换器的设计原理,并结合谐振点的表面电流分布分析了极化转换器的工作机理。所设计的高效反射型极化转换超表面,在太赫兹波极化选择控制方面有潜在应用价值。