紫外衍射微透镜阵列的设计与制备

通过研究互相关联的光学和工艺参数,用标量衍射理论设计了用于128×1日盲型紫外探测器的衍射微透镜阵列,其工作中心波长为400 nm,单元透镜F数为.f/5,f为焦距.采用组合多层镀膜和剥离的工艺方法制备微透镜阵列,对工艺流程和制备误差进行了分析,对制备出的128×1的衍射微透镜阵列的光学性能进行测量和分析.实验结果表明,衍射微透镜阵列的衍射效率为87%.制备误差主要来自对准误差和线宽误差.紫外衍射微透镜阵列的整体性能满足了微透镜阵列与紫外焦平面阵列的单片集成要求.     

长焦距Si微透镜阵列的制作及点扩散函数测量

针对用常规光刻热熔法制作折射型微透镜阵列的过程中,临界角效应严重制约了长焦距微透镜阵列制作问题,提出了曲率补偿法;在经过常规光刻热熔成形和离子束刻蚀技术制成的硅微透镜阵列上再涂敷几层光刻胶,以降低各单元微透镜的曲率,然后再次进行加热固化和离子束刻蚀。扫描电子显微镜（ＳＥＭ）显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱面阵列,表面探针测试结果显示用补偿刻蚀法制作的微透镜的物方Ｆ数和像方Ｆ‘数分别可达到４９．     

长焦距Si微透镜阵列的制作及点扩散函数测量

针对用常规光刻热熔法制作折射型微透镜阵列的过程中,临界角效应严重制约了长焦距微透镜阵列制作问题,提出了曲率补偿法在经过常规光刻热熔成形和离子束刻蚀技术制成的硅微透镜阵列上再涂敷几层光刻胶,以降低各单元微透镜的曲率,然后再次进行加热固化和离子束刻蚀.扫描电子显微镜(SEM)显示微透镜阵列为表面极为平缓的方底拱面阵列,表面探针测试结果显示用补偿刻蚀法制作的微透镜的物方F数和像方F＇数分别可达到49.26和53.52,并且微透镜的点扩散函数比较接近理想值.     

六角形孔径平面微透镜阵列的制作及成像

由于传统的圆形孔径透镜阵列填充系数较小,而在模拟复眼光学系统中需要高填充系数的透镜阵列。为提高填充系数,采用光刻离子交换法制作了六角形孔径的平面微透镜阵列,利用积分形式的光线方程式讨论了平面微透镜的近轴光学特性,研究了微透镜的光线轨迹方程式和一些重要的近轴成像特性,利用ABCD定理得到了六角形孔径平面微透镜像距、焦距的数学表达式。制作的平面微透镜阵列光学性能均匀,成像质量较好,离子交换后的变折射率区域有微小重叠,较大地提高了微透镜阵列的填充系数。     

菲涅耳微透镜衍射光学性能测试

基于微透镜阵列的基本光学原理,建立了一套评价微透镜光学质量的微光学测试系统.该系统可以测量微透镜的点扩散函数、衍射效率、焦长等特征性能参数,从而可以有效地对微透镜阵列进行评价.讨论了微透镜的各种参数的基本概念和测量方法,同时分析了测量中的误差影响因素.     

硅微透镜阵列与红外焦平面阵列的单片集成

基于标量衍射理论 ,考虑焦距长度与微透镜尺寸的关系 ,提出了一种新的制作二元光学衍射微透镜的方法———部分刻蚀法 .利用这种方法制作了 2 5 6× 2 5 6硅微透镜阵列 ,并将其与PtSi红外焦平面阵列单片集成在一起 ,使红外焦平面阵列的灵敏度R和比探测率D 都提高了 1.7倍     

聚合物微透镜阵列制作及单片集成应用研究

以聚酰亚胺和聚二甲基硅氧烷两类材料为例,研究了聚合物微透镜阵列的制备工艺以及与CCD图像传感器芯片的单片集成工艺,阐述了光学聚合物用于单片集成应具有的材料性能,对热熔产生的光刻胶微透镜阵列进行反应离子刻蚀得到了这两种聚合物材料微透镜阵列。     

超导薄膜制 Bolometer 器件的微透镜红外增强

采用离子束刻蚀制备线列熔凝石英柱微透镜阵列,准分子激光扫描消融法淀积性能均匀且稳定性良好的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜,湿法刻蚀制备超导薄膜器件,微透镜阵列与超导薄膜器件用胶粘合构成组合红外探测器,测试了组合器件在１～５ｍ红外波段的光响应特性．     

超导薄膜制Bolometer器件的微透镜红外增强

采用离子束刻蚀制备线列熔凝石英柱微透镜阵列,准分子激光扫描消融法淀积性能均匀且稳定性良好的ＹＢａ２Ｃｕ３Ｏ７－δ高温超导薄膜,湿法刻蚀制备导薄膜器件,微透镜阵列与超导薄膜器件用胶粘合构成组合红外探测器,测试了组合器件在１－５ｍ红外波段的光响应特性。     

阵列激光微透镜准直器透镜F数的研究

提出用微透镜阵列把半导体激光器阵列光束进行准直的方案．采用单正透镜对圆高斯光束的变换理论研究了微透镜的Ｆ数,得出了Ｆ数以及最小远场发散角半角值的表达式,对微透镜准直器的设计与制备具有指导意义     

面阵折射微透镜与红外焦平面结构

分析了利用面阵凸折射微透镜来增大红外凝视焦平面成像器件的填充系数,进而提高信噪比以改善器件光电响应特性的物理机制,讨论了引入凸折射微透镜阵列对红外焦平面器件的空间分辨率、探测率D*和红外响应均匀性等参量的影响.     

Adaptive liquid microlenses activated by stimuli-responsive hydrogels

Despite its compactness, the human eye can easily focus on different distances by adjusting the shape of its lens with the help of ciliary muscles. In contrast, traditional man-made optical systems achieve focusing by physical displacement of the lenses used. But in recent years, advances in miniaturization technology have led to optical systems that no longer require complicated mechanical systems to tune and adjust optical performance. These systems have found wide use in photonics, displays and biomedical systems. They are either based on arrays of microlenses with fixed focal lengths, or use external control to adjust the microlens focal length. An intriguing example is the tunable liquid lens, where electrowetting or external pressure manipulates the shape of a liquid droplet and thereby adjusts its optical properties. Here we demonstrate a liquid lens system that allows for autonomous focusing. The central component is a stimuli-responsive hydrogel integrated into a microfluidic system and serving as the container for a liquid droplet, with the hydrogel simultaneously sensing the presence of stimuli and actuating adjustments to the shape--and hence focal length--of the droplet. By working at the micrometre scale where ionic diffusion and surface tension scale favourably, we can use pinned liquid-liquid interfaces to obtain stable devices and realize response times of ten to a few tens of seconds. The microlenses, which can have a focal length ranging from -infinity to +infinity (divergent and convergent), are also readily integrated into arrays that may find use in applications such as sensing, medical diagnostics and lab-on-a-chip technologies.     

DFB阵列LD与波导器件集成耦合微透镜设计

就DWDM系统的DFB阵列LD与波导器件的模式匹配问题提出了双微透镜阵列的耦合方案 ;采用微透镜对微高斯光束的变换理论对耦合微透镜进行了设计 ,并得出了各设计参数的计算公式 .     

CO_2 激光加工机连续可变焦距光学系统

研究了一种长工作距离（１２１ｍｍ）、短焦距、在１９～５７ｍｍ范围内连续可变焦距的ＣＯ２激光加工机新型光学聚焦系统,论述了系统的特点及基本原理,给出了有关设计参数．     

中等视场大相对孔径水下两档变焦光学系统

研究了水下两档变焦光学系统的设计方法并给出了具体设计实例。采用轴向移动变焦方式,变焦过程中相对孔径保持不变,相对孔径为1/1.4,系统变焦比为2,在水下的宽视场角为60,°有效焦距3.6 mm,用于大范围内搜索目标;窄视场角为20°,有效焦距7.2 mm,用于对目标进行具体分析。在空间42 lp/mm处的宽视场和窄视场的光学传递函数值均大于0.4,成像质量较好。既满足了水下成像对大相对孔径和较大视场的要求,又能够在大范围内搜索目标,小范围内对具体目标进行分析,满足实际应用的需要。     

Optimum Combined Lenses for Confocal Biochip Scanning System

IntroductionLaboratory-on-a-chip technology[1 5] has gainedinterest in recent years,and consists of threeclassic steps:sample preparation,biochemicalreaction,and detection analysis.Many researchgroups have used small biochips to studypolymerase chain reaction (PCR) amplification[1 ] ,DNA sequencing[2 ] ,ligase chain reaction(LCR) [3] ,dielectrophoresis of cell separation,andcapillary electrophoresis[4 ,5] .Some importantbiochip detection systems[6 8] have been developed,such as the dual-la…     

用于地面模拟平台测试光学相机的设计

航空相机检测设备在出厂前需要更高精度相机调试,设计了一种应用于航空相机检测设备-地面模拟平台调试的相机。该相机通过使用非球面镜提高相机的图像质量并减轻整体重量,要达到相同成像效果的球面镜组需要8片透镜,使用非球面镜减轻了相机的重量和体积,设计的光学系预期统焦距为80 mm,最终光学系统的MTF优于34%@91 lp/mm。投入加工并组装相机测试,测试结果表明,非球面镜片达到制造标准,相机的分辨率、成像清晰度和焦距均符合设计要求。