~(60)Coγ射线辐射制备菲涅尔透镜

采用甲基丙烯酸甲酯为主单体,丙烯酸甲酯为共聚单体,利用60Coγ射线辐射聚合技术制备菲涅尔透镜.研究了辐射剂量、辐射剂量率、交联剂和单体组成对菲涅尔透镜光学性能的影响.结果表明,采用辐射聚合方法制备菲涅尔透镜时,选择适宜的辐射剂量(35kGy)和辐射剂量率(84.40Gy/min),所制备的菲涅尔透镜具有优异的光学性能.     

基于液晶空间光调制器的程控变焦透镜

提出一种利用显示在两个程控液晶空间光调制器（LC—SLM）上的菲涅尔透镜建立程控变焦成像系统的方法．通过对该系统的理论分析,得出了成像系统的放大率与两个菲涅尔透镜焦距之间的关系式．在此基础上利用Matlab设计了系统所需要的菲涅尔透镜,对该成像系统的成像特性进行了计算机模拟研究,并讨论了LC—SLM的抽样基元大小与成像质量的关系．最后,建立了相应的光学实验装置,并给出了与计算机模拟相一致的实验结果．     

基于热变形的SOG型菲涅尔透镜优化研究

由硅胶-玻璃材料制成的SOG型菲涅尔透镜在温度变化时会产生热变形,从而对聚光性能产生影响。为了研究如何通过优化措施减弱热变形对透镜聚光性能的影响,在采用有限元方法模拟计算SOG型菲涅尔透镜热变形的基础上,根据均匀优化方法以及改进型补偿色散优化方法设计出两种菲涅尔透镜;并巧妙地将透镜热变形(包括整体翘曲变形和齿环侧面的自由变形)的变形量转化后导入光路理论模型中,解决了热变形参数难于在光路模型得到表达的难题;并成功模拟出变形前后透镜的光斑能量分布。模拟结果表明:SOG型透镜两种变形对均匀优化方法设计的透镜聚光有较大的影响。变形前后光效率相差可以达到10%。同时发现,透镜两种变形对聚光的影响刚好相反。综合两种变形后,热变形对聚光影响减少。从而得出了使用补偿色散的设计方法,可以有效地抵抗热变形对于透镜聚光的影响的结论。     

全息相位共轭两步周视彩虹全息术

利用全息相位共轭技术,通过在光路中布置一块大孔径的菲涅耳螺纹透镜作为成象及聚光元件,从而成功地制得有较大观察口径的周视彩虹全息图。文中给出了理论分析与实验结果     

菲涅尔系统的实际光线追迹和象差处理

现代工业提供了制造高精度菲涅尔透镜的条件,这里为设计高精度的菲涅尔系统推导了一套公式。它可以解决目前菲涅尔系统的实际光线追迹和实际象差计算。无论是平的菲涅尔面、弯的菲涅尔面还是反射式菲涅尔面都能计算。这套公式处理简单,编制程序方便,只要写一个子程序,插到原有适合的程序中,再稍加修改,就可以解决菲涅尔系统和混合系统计算,并且还可以保留原来功能。尤其适应于自动设计菲涅尔系统或混合系统。     

一种新的一步周视彩虹全息术

提出一种新的一步周视彩虹全息术。新方法的要点在于：用两个价廉的大口径菲涅耳透镜分别做为成象透镜和场镜,一步记录了有大观察口径的周视彩虹全息图。新方法光路简单,灵活,只需调节圆环缝至场镜的距离,即可获得所需尺寸的观察口径。     

模块化多焦点式和环面聚焦式菲涅尔透镜的设计及光学性能分析

基于菲涅尔透镜设计原理,提出模块化多焦点式和环面聚焦式菲涅尔透镜的设计方法,并进行了理论设计与模拟.结果表明:(1)采用模块化多焦点式菲涅尔透镜可使焦斑能量在接收面重新分布、焦斑总体能量均匀;(2)对于环面聚焦式菲涅尔透镜,环状焦面越多、越密集,接收面上的能量分布将越均匀.两种透镜结构均能很好的提高聚光辐照均匀性.     

引入傅里叶变换在光学中的意义

二维傅里叶分析可以简化夫琅和费衍射和菲涅尔衍射的计算,便于光学传递函数的计算和讨论,便于光学信息处理.透镜能实现傅里叶变换,这使傅里叶分析方法在光学中得到卓有成效的应用.     

免跟踪复合阵列式聚光器设计

介绍一种具有菲涅尔透镜阵列罩的聚光器,避免聚光器因自动跟踪系统导致使用成本大幅度增加,有效提高太阳能密度。阐述了菲涅尔透镜阵列、组合曲面、偏光器的结构形式和工作原理,形成了免跟踪复合阵列式聚光器设计的新模型。     

聚焦型太阳能集热器的研究进展

聚焦型太阳能集热器具有热能吸收密度高、运行效率好的优点,是目前国内外太阳能资源开发利用常用的装置。该文总结了抛物面槽式、菲涅尔透镜、菲涅尔反射镜和复合式四种典型聚焦型集热器的特点和研究进展,有助于聚焦型太阳能集热器的进一步优化和推广。     

Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计及加工方法

为解决传统同心环式Fresnel透镜及其模具金刚石刀具加工存在对加工系统要求过高及效率较低的问题,给出了Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计方法。从几何聚光比和能流透射率方面对比了2种透镜的性能,发现两者性能基本一致。分析了大型Fresnel透镜及其模具金刚石车削机床的运动。计算了Archimedes螺线式Fresnel透镜车削加工的刀具轨迹。对比机床各轴精度对透镜光学性能的影响,发现刀具摆角、透镜法线方向进给轴的精度影响最大,采用附加沿刀具轴线方向微进给装置的机床结构能有效提高加工精度。     

Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计及加工方法

为解决传统同心环式Fresnel透镜及其模具金刚石刀具加工存在对加工系统要求过高及效率较低的问题,给出了Archimedes螺线式Fresnel透镜的设计方法。从几何聚光比和能流透射率方面对比了2种透镜的性能,发现两者性能基本一致。分析了大型Fresnel透镜及其模具金刚石车削机床的运动。计算了Archimedes螺线式Fresnel透镜车削加工的刀具轨迹。对比机床各轴精度对透镜光学性能的影响,发现刀具摆角、透镜法线方向进给轴的精度影响最大,采用附加沿刀具轴线方向微进给装置的机床结构能有效提高加工精度。     

Achromatic Fresnel optics for wideband extreme-ultraviolet and X-ray imaging

Advances in extreme-ultraviolet (EUV) and X-ray optics are providing powerful new capabilities in high-resolution imaging and trace-element analysis of microscopic specimens, and the potential for fabricating devices of smaller critical dimensions in next-generation integrated circuit lithography. However, achieving the highest resolution with such optics usually requires the illuminating EUV or X-ray beam to be highly monochromatic. It would therefore be highly desirable to have large-field-of-view, sub-100-nm resolution optics that are achromatic to a significant degree, allowing more light to be utilized from broader bandwidth sources such as laser-produced plasmas. Here we report an achromatic Fresnel optical system for EUV or X-ray radiation that combines a Fresnel zone plate with a refractive lens with opposite chromatic aberration. We use the large anomalous dispersion property of the refractive lens material near an absorption edge to make its fabrication practical. The resulting structure can deliver a resolution comparable to that of the Fresnel zone plates that have achieved the highest resolution (25 nm; ref. 3) in the entire electromagnetic spectrum, but with an improvement of two or more orders of magnitude in spectral bandwidth.     

高倍聚光光伏模组中菲涅尔透镜沿光轴方向的光照非均匀性变化及影响

对于菲涅尔透镜作为主要聚光器件的高倍聚光光伏模组,应用中通常把多结电池放置于透镜焦平面处,然而光学系统非理想性造成焦平面处的光照非均匀性,会影响三结电池及模组整体的输出特性。本文通过光线追踪模拟和三维三结电池网络模型,分析沿光轴方向不同位置,菲涅尔透镜聚光光照非均匀性的变化,以及对高倍聚光光伏模组的影响机理和优化。结果表明沿光轴填充因子与光照非均匀性有密切关系,沿光轴不同程度的光照非均匀性导致不同程度的横向电流,填充因子随之发生变化,在远离焦平面的位置存在更优的填充因子,提升最大输出功率。实验结果也很好地验证了模拟的结果,本文结论对实际应用中高倍聚光光伏模组的结构优化有参考意义。     

全息法改善大口径菲涅耳透镜的成象质量

提出一种根据象面全息法改善有机玻璃制大口径菲涅耳透镜成象质量的方法，给出了“全息干版”和“光导热塑片”制备的两种“补偿板”对菲涅耳透镜进行象质改善的实验结果。     

聚光镜型大口径菲涅耳透镜的设计理论和研制

建立了一套较完整的大口径聚光镜型菲涅耳透镜设计和分析理论。对制成的透镜进行了误差分析和象质评价。此外,进行了应用开发。     

菲涅尔液晶透镜的制备及偏光织构研究

针对现有的液晶透镜制备工艺复杂、工作电压高等缺陷,提出了一种制备工艺简单、工作电压低的新型菲涅尔液晶透镜.用紫外光曝光光刻掩膜版,得到了相应的菲涅尔波带式电极,灌注TN型液晶并制成样品,其工作电压为3.0 V,占空比为1:1,偏压为1:1.施加频率为100 Hz的交流方波信号,用正交偏光显微镜在不同外加电压下对偏光织构进行了观察.结果表明,偏光织构随外加电压的改变呈连续性变化,电极结构存在边缘效应,且随着电压的增大,边缘效应越严重.     

菲涅尔全息型波分复用器的初步设计与制作

提出一种利用离轴全息菲涅尔透镜制作全息型波分复用器的新方法.全息菲涅尔透镜具有会聚和色散两种功能,因此在光纤通信的波分复用元件中存在巨大的应用潜力.此种元件的主要优点为节省辅助元器件,并且成本低.阐述了波分复用器的设计原理和制作方法,其工作的中心波长为1550nm,信道间隔为2nm.通过理论分析证实制作的元件满足光纤通信系统的要求.给出了初步的实验方法、实验结果并进一步讨论了应改进的方案.     

傅里叶变换的无透镜光学实现

用发散球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实验物体的傅里叶变换；用汇聚球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射，实现物体的逆傅里叶变换，提供了一种无透镜傅里叶变换模式，对光学信息处理具有实用价值。计算机模拟结果验证了理论的可靠与可行。