圆锥形凹面聚束声透镜优化设计的初步研究

本文对圆锥形凹百聚束声透镜的优化设计作定量的初步研究。应用瑞利－索末菲衍射公式对其不同面形参数下的声场进行了数值计算，详细地分析了透镜的面形参数与其声场分布特征间的关系，根据在声场中尽可能长的距离范围内，获得声束宽度较小，旁瓣水平适中的聚束声束的要求，提出了透镜的优化面形参数。     

多阵元锥面声透镜聚焦声场与温度场的研究

提出了一种新型的多阵元聚焦透镜,该透镜由7个相同的单元圆锥透镜组成.通过对不同面形参数下多阵元声透镜和其中任一单元透镜聚焦声场和组织处温度场分布的数值计算和比较,证明了多阵元声透镜比单元透镜的径向加热区域大,有适用于浅层组织的大范围加热,并给出了该多阵元锥面聚焦透镜优化的面形参数.     

圆锥形透镜声场的实验测量

对圆锥形透镜声场进行了实际测量,研究了圆锥声透镜聚集换能器产生的声场,证实其能产生较细长的聚焦声束。     

较大孔径薄声透镜声场的瑞利─索末菲衍射公式

本文从波动理论出发，应用惠更斯一菲涅耳原理于声透镜声场描述，把透镜当成一种位相调制器，首次把光学中处理透镜位相调制因子概念引入声透镜声场计算中，作为声透镜对入射波前位相调制的量度，根据瑞利－索末菲衍射理论，导出了薄声透镜声场的积分表达式，并在近轴条件下，采用比非涅耳近似更高阶的近似方法，得到了适用于计算较大孔径薄声透镜声场分布的瑞利一索末菲衍射公式，为这类声透镜的声场分析提供了理论基础。     

光声傅里叶变换成像理论

依据光声效应产生的超声波具有波的特性，借鉴光学成像理论，提出了一种新的光声信号成像模式－利用声透镜直接成像。以声场复振幅来描述声场分布，根据基尔霍夫衍射理论，从理论上推导了声透镜的脉冲响应，并通过实验得到了生物组织的功能成像。     

试论透镜厚度与球面曲率半径的关系

对空气透镜成像进行讨论，在一定的物距情况下，对于透镜不同的球面曲率半径，在一定的误差范围内，求出对应的最大厚度，从而得出透镜厚度与球面曲率半径的关系，进一步得出对于不同的厚度，把透镜当作薄透镜来处理，其误差的大小关系。     

激光化学汽相沉积球面微透镜的研究

本文了一种新颖的利用激光化学汽相沉积球面微透镜的技术。我们建立了一套ＬＣＶＤ的实验装置，用该装置在平面石英玻璃衬底上，成功地沉积生成了平凸型氮化硅球面微透镜。同时，还对学积成的微透镜的参量进行了测试。在实验中还探索了ＬＣＶＤ的沉积工艺。实验结果表明，通过控制源气体的化学配比与浓度，调节激光功率与衬底上的聚焦激光光斑尺寸，选择沉积时间，可以获得不同直径、透明、表面光滑的平凸型氮化硅球面微透镜。     

氩离子束刻蚀制作大面阵微透镜阵列

对制作大面阵微透镜阵列的氩离子束刻蚀技术进行了讨论和分析。实验结果表明,衬底材料不同时,制作 表面形貌良好并具有预定参数指标要求的微透镜阵列的工艺条件有明显的差异,给出了在几种衬底材料上刻蚀制作 面阵微透镜列的离子束刻蚀速率束能量之间相互关系的实测结果。     

高斯光束经球面透镜——圆锥透镜系统衍射后的光强分布

本文首次计算了由会聚球面透镜与圆锥透镜组成的激光环形聚焦光斑的光强分布、光能量集中分布以及离焦在由的衍射场分布，所得到的光场分布表达式。很适合于进行数值计算。     

用于红外焦平面的微透镜阵列单片制备技术

提出了离子束刻蚀制备微透镜阵列的工艺原理；研究了球面型光致抗蚀剂掩膜的形成过程以及硅微透镜离子束刻蚀的实验条件．表面探针测量及扫描电子显微镜（ＳＥＭ）实验证明了该技术可在较低的衬底温度下（低于２００℃）有效地制备出球面型微透镜，并用表面探针测量确定了硅微透镜的尺寸．     

眼镜镜片样式的参数化模型和算法

根据特征造型的基本原理，分析了眼镜镜片的基本结构和描述镜片样式的关键特征参数，采用结构实体几何法定义了眼镜镜片的数据结构，并以此为基础，分析了眼镜镜片形状与特征参数之间的数学关系，建立了眼镜镜片样式的参数化模型和算法，为眼镜的计算机辅助设计，奠定了理论与技术基础．     

微纳米压印工艺对PMMA流动填充及保真度的影响

采用有限元软件ANSYS进行数值分析及试验验证,研究工艺参数对PMMA流动填充和图形保真度的影响.选取3个相邻的高度不同的微透镜作为分析模型,选择四边形单元,采用映射的方式划分网格,选取模具上表面节点,施加工作压力载荷.分析微透镜阵列的整体压印效果,从是否大面积完全压印、透镜是否完全填充、透镜表面质量(粗糙度等)、缺陷(气泡、裂纹等)等指标进行考察,选出部分较优工艺参数;与较优工艺参数进行交叉比较,选出最优工艺参数;再以该组工艺参数为试验组,进行重复试验,检验工艺参数的可重复性.     

基于增强倏逝波的声透镜光声成像系统设计

光声成像是一种新近迅速发展起来、基于生物组织内部光学吸收差异、以超声作媒介的无损生物光子成像方法。在分析当前光声成像系统中传统声学透镜的倏逝波衰减导致包含图像细节的高频信息丢失的基础上,提出使用负折射透镜,让倏逝波参与成像,突破传统声学透镜的衍射极限,从而大幅提高成像分辨率。同时依据光声效应产生的超声波具有波的特性,在研究中还发展、完善了声学信息系统的相关理论以及三维声成像技术。通过实验对比得到了超越普通声学透镜的生物组织的光声成像效果。     

光声信号亚波长成像分辨率的分析与实现

为提高光声成像的亚波长分辨率,探究了光声信号产生的机理,并对其亚波长分辨率进行了傅里叶分析,发现普通正折射率透镜难以对携带诸多物质细节信息的倏逝波进行成像,通过COMSOL Multiphysics有限元模拟软件对声学超透镜进行建模和仿真,结果发现在该声学透镜对声波的调控作用下,倏逝波在近场区域能够实现较好的成像效果,在对样品进行制备与测试后,实验与仿真效果基本吻合,证实了该声学透镜的实用性。     

薄透镜的会聚与发散问题讨论

详细讨论了薄透镜形状及透镜两侧介质对透镜的会聚与发散的影响 :当透镜两侧介质确定但不相同时 ,透镜的会聚与发散不但与透镜的凸、凹有关 ,而且与透镜及透镜两侧介质的折射率的相对大小有关 .特别是当像方折射率大于物方折射率时 ,会出现一些特殊情况     

基于声全息的超透镜成像改进方法研究

针对空间Fourier变换的倏逝波近场声全息研究方法存在的缺陷,提出了在近场用声学超透镜代替离散分布在全息面上的声传感器的改进方法。先将声源信息汇聚于一点,再用声压传感器在聚焦点采集声源信息,实现声源识别、定位以及重建,从而有效地避免因离散采集而带来的"窗效应"和"卷绕误差"。建立物理模型,运用COMSOL软件模拟仿真,得到入射波与透镜汇聚声波的能量值比值接近1,成像效果良好,应用前景广阔。