球对称GRIN微透镜制备及折射率分布测量

介绍悬浮扩散共聚法制备球对称聚合物GRIN(梯度折射率)微型透镜的过程,对所制样品折射率分布应用剪切干涉法进行了测量,测量精度较高,为进一步制作理想折射率分布的微球透镜提供了实验依据.结果表明,所制透镜已经具有较好的折射率梯度,接近抛物线型分布.对扩散过程作了定性分析,提出了改善悬浮扩散共聚条件的一些建议.     

一类梯度折射率微球透镜成像质量的评价

应用光线追迹的方法对一类用悬浮扩散共聚法制成的聚合物球对称梯度折射率微球透镜进行纵、横向球差的理论计算。结果表明:这类梯度折射率微球透镜成像的纵、横向球差较均匀介质球透镜大幅度降低,适合应用于集成光学和微小光学系统。进一步计算提示,若将这类梯度折射率微球透镜球心至表面折射率的差值提高到(理论预期的)0.04左右,成像质量将能得到更大的改善。     

球透镜的新型制备方法研究

根据在表面张力的作用下液滴冷凝后得到透明玻璃微球的理论，首次使用槽沉法来制备球透镜试验结果表明：该光学玻璃和球透镜的折射率分别为1．5198和1．5190，光谱透过率都大于90％；直径为0．8mm的球透镜最大耦合效率为62．5％。     

GRIN聚合物微球用作平行光束至光纤的耦合器的耦合性能研究

梯度折射率微球透镜是一类具有极简单几何形状的新型光学器件,主要依靠介质内特殊的非均匀折射率分布实现其各种光学功能。本文对用各种不同参数的GRIN微球透镜以及均匀球的耦合性能进行了系统的理论分析,证明用GRIN微球透镜耦合性能比均匀球更优越。     

一种球对称梯度折射率球形透镜的像差

本文分析了一种折射率为球对称梯度分布的球形透镜的像差，得到了该透镜对无限远物点的纵、横向球基及其焦距的精确表达式。严格的数值计算表明，该类透镜的像差明显小于通常的均匀折射率球形透镜，若合适地选取参数，可使前者的像差比后者减少一、两个数量级。     

一种新型光纤准直器的研究

球对称梯度折射率微球透镜具有体积小、光路短、外形易加工、使用易调整,且无螺旋光线、像差小等优越性能.研究用其制作光纤耦合用准直器的可能.通过理论计算证明了:在适当的技术参数下,用球对称梯度折射率微球透镜制作的光纤准直器有望达到较高的耦合效率;试用实验室制备的梯度折射率聚合物微球透镜制作了这种新型准直器,测试了它的光学性能.     

球透镜的折射率计算与成像分析

从Snell定律出发,给出了球透镜折射率的计算公式,并研究了不同折射率情况下球透镜的成像特性和耦合效率。结果表明:折射率为1.57的球透镜具有很好的成像,能够有效地将来自球透镜的光汇聚,但是其耦合效率只有63%;折射率为2.77的球透镜,由于其焦点在球透镜内部,因此通过球透镜的光将产生发散,不能很好成像,且耦合效率较低,最大只有40%,但是通过增加准直系统和折射率为1.57的球透镜后,其耦合效率可以达到70%。     

直接测量自聚焦透镜折射率分布的新方法

在讨论测量自聚焦透镜折射率分布的现有方法的基础上 ,提出了一种直接测量自聚焦透镜折射率分布的新方法———横向干涉法 ,并重点在理论上对这种非破坏性测量的新方法进行了讨论 .     

梯度折射率球透镜和棒透镜在眼睛光学中的研究

眼球是一个典型的成像仪器,人眼光学的研究一直都是光学、眼科学和视光学领域的热门课题。在本文中,我们设计了梯度折射率球透镜和梯度折射率棒透镜在眼睛光学中的应用,并与已有的四种眼睛模型和真实眼睛模型进行比较,分析了不同眼睛模型下的球差、径向和切向能量损耗、像差、场曲。     

r-GRIN TiO2-SiO2 Glass Rod Prepared by Sol-Gel Process

以硅酸乙酯和钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法制备出了直径为5mm,最大折射率变化为0.03的TiO     

Maintenance of optical quality during crystalline lens growth

Vertebrate lenses grow throughout life by the division of cells at the lens surface. The fibre cells thus produced are gradually covered by newer tissue, giving a layered structure. During growth, the lens must remain transparent and retain its refractile properties. The severity of these constraints is perhaps most evident in teleost fish which have a spherical lens that may increase in volume by a thousandfold during the first year of life. The dioptric power of the teleost fish eye is vested entirely in this spherical lens, as water, the cornea and the intraocular vitreous humour have almost identical refractive indices. Spherical lenses of uniform refractive index produce poor images because rays entering at different distances from the optic axis are focused at different distances from the lens. Teleost fish do not suffer from this imperfection and it has long been presumed that this is because there exists a refractive index gradient having a high value in the centre and decreasing continuously and symmetrically with radius in all directions. Here we demonstrate in the African cichlid fish, Haplochromis burtoni, that a refractive index gradient does exist, although its form is significantly different from that previously postulated.     

悬浮聚合条件对高分子微球粒径及其光学性能的影响

悬浮扩散共聚法是制备高分子梯度折射率微球较为容易实施的聚合方法。为了制备出粒径大、圆度好、透过率和梯度折射率高的聚合物光学微球 ,本文首先系统地研究了影响苯乙烯及甲基丙烯酸甲酯悬浮聚合的因素 ,并做出了这两种单体不同引发剂浓度下的悬浮聚合时间与转化率曲线 ,为下一步通过第二种单体的扩散共聚合制备出折射率梯度较大的光学微球奠定良好的实验基础。通过对不同搅拌速度、油水比以及几种类型的悬浮分散剂的比较研究 ,我们发现 :在搅拌速度 1 50～ 2 0 0rpm范围内 ,采用部分醇解的PVA(醇解度 88% )作分散剂 ,控制溶液表面张力值在 60～65mN/m左右 ,并选择合适的油水比 (3～ 5) ,可以制备出透过率和圆球率高且粒径较大的聚合物微球     

波分复用器件自聚焦透镜耦合系统的优化设计

利用光纤矩阵方法和高斯光学的耦合损耗理论，对波分复用器件的自聚焦透镜耦合系统进行了分析，得出了一种优化设计耦合系统的分析和计算方法。结合计算结果的曲线，分析了耦合系统中透镜长度对耦合损耗的影响，提出了通过调整入射单模光纤与自聚集透镜粘接的角度来减小耦合损耗的新方法。     

光纤准直器结构研究与设计

从理论上对自聚焦透镜进行了分析，并论述了光在自聚焦透镜中的传播规律。进而提出了光纤准直器的设计结构，并通过实验验证，利用这种方法设计的光纤准直器具有低的插入损耗和高的回波损耗，能成功用于光环行器中。     

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。     

Photonic crystals: imaging by flat lens using negative refraction

The positive refractive index of conventional optical lenses means that they need curved surfaces to form an image, whereas a negative index of refraction allows a flat slab of a material to behave as a lens and focus electromagnetic waves to produce a real image. Here we demonstrate this unique feature of imaging by a flat lens, using the phenomenon of negative refraction in a photonic crystalline material. The key advance that enabled us to make this observation lies in the design of a photonic crystal with suitable dispersion characteristics to achieve negative refraction over a wide range of angles.