导读:本文包含了长焦深论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:超表面,长焦深,全息算法,双折射材料
长焦深论文文献综述
王少植[1]（2019）在《被动毫米波成像长焦深超表面特性研究》一文中研究指出本文研究了用于被动毫米波成像的长焦深超表面,侧重点在如何加长焦深并保持较高的横向分辨率。从两个方向进行这个研究,一是用全息算法对焦斑形状进行赋形,实现具有长焦深特性的焦斑;二是实现极化复用,使用具有双折射特性的单元组成超表面,能够实现对正交线极化的电磁波单独控制。这两种方法是从不同的方面分析,互不影响,能够有机的结合,实现大数值孔径范围的焦深。根据不同的应用需求,本文使用不同的形式的单元结构,实现了反射式和透射式长焦深超表面,对比了GS,GSW和改进型GSW算法,为实现电磁波在纵向方向场分布的更大调节能力,使用改进型的GSW算法优化。反射式超表面采用的“Y”形单元,调节尺寸,一个线极化实现一个相位时,其正交极化能够实现330度的相位分布。接着,我们再分析了不同馈电方式的聚焦效果,对于正馈,由于“Y”形单元具有上下不对称性,造成超表面电场左右不对称,通过改变单元的排布方式,使得超表面阵列整体实现对称效果,实现了更圆的焦斑形状。对于偏馈,入射波的方向位于超表面的上方斜45度,形成的焦斑在超表面正前方轴线上,3dB焦深的前后节点对应的数值孔径分别为0.6和0.17。为提高透射式超表面的效率,通过单元S参数推导证明,采用多层结构能够在同等幅值的条件增加相位覆盖范围,3层单元结构能够实现-3dB幅值条件下360度相位覆盖。双工型的单元结构,两个正交的工,分别对应两个极化的工作模式,改变一个“工”的两横,能够实现对一个线极化相位的单独控制,对其正交极化透射系数没有影响。透射式超表面10GHz实现了数值孔径范围是0.14至0.75的焦深,距超表面300mm的焦斑大小是0.71倍波长,1200mm处是2.74倍波长。反射式超表面和透射式超表面都通过理论计算与CST STUDIO SUITE仿真,通过对比结果,反射式超表面的仿真结果理论计算相符;透射式超表面还经过加工测试验证,测试了超表面的近场分布,焦深前后对应的数值孔径范围是0.56到0.17,仿真和测试效率,测试结果与理论计算、仿真结果一致,证明了设计方法的可行性。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
郑程龙[2]（2019）在《新型长焦深螺旋波带片的衍射特性的研究》一文中研究指出涡旋光束是一类具有螺旋形波前结构的光束,光束在传播的过程中光强呈现环状结构,中心区域是尺寸较小的暗核,这一性质使其在对微粒进行操控时没有加热损伤效应。此外,涡旋光束还在向前传播的过程中携带着轨道角动量。这些独特的性质使涡旋光束在粒子操控、光通信等众多领域中都具有重要的研究价值。近年来发展起来的产生涡旋光束的方法主要有几何模式转换法、液晶空间光调制法、计算全息法和螺旋相位板法等。随着对其研究的不断深入,越来越多的具有奇特性质的涡旋光束也接连出现。本文的主要内容是针对如何产生大焦深涡旋光束及其应用领域进行了详细的研究。论文的主要内容如下:1.首先介绍了涡旋光束的研究背景和意义,然后介绍了如何产生涡旋光束以及可能的应用领域。然后描述了涡旋光束的基本理论以及本课题研究中所使用的标量衍射理论,这将作为本篇论文模拟部分的理论支撑。接下来介绍了菲涅尔波带片和螺旋波带片的设计原理以及衍射特性等。2.螺旋变面积波带片,首先介绍了变面积波带片的设计方法及其衍射模式,然后将其与螺旋相位结合用于产生大焦深涡旋光束,用MATLAB模拟了它的衍射性质,并用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)进行了相关的实验验证,实验结果与理论模拟结果一致。3.轴向线聚焦螺旋波带片,我们在螺旋波带片的基础上引入相位修正,给每一波带依次赋予不同的焦距。根据不同波带的焦距不同,以及同一焦距本身的焦深,将处于不同焦距处的聚焦光斑结合起来,从而在焦平面附近较大范围内实现一致性较好的轴向光强分布,以此来实现长焦深的设计。经过理论模拟以及制作相应的实物波带片进行实验,验证了这一设计得到长焦深涡旋光束的可行性。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-05-01）
姜晓燕[3]（2014）在《超薄太赫兹长焦深透镜的设计、制作和表征》一文中研究指出近年来,随着太赫兹源和探测技术的快速发展,再加上太赫兹波所具备的一些独特的性质,比如相干性、低能量、指纹谱等,太赫兹科学正成为一个新兴的研究领域,引起了人们广泛的研究兴趣。另一方面,长焦深透镜可以在一定的焦深范围内形成聚焦,因而在光耦合、光成像、光互连、光通信等方面有着非常重要的应用。本论文力图将二者结合起来,在太赫兹波段设计一种长焦深透镜,实现较长轴向范围内的聚焦功能。按照传统的设计理念,光学元件的相位调制是通过光程差的积累引起的,所设计的衍射光学元件的厚度跟入射光波的波长基本相当。由于太赫兹波的波长较大,大约为几百微米,故太赫兹波段的光学元件尺寸较大,不利于系统的轻型化和集成化。金属——介质层状结构、电磁谐振腔、金属纳米簇和等离子体天线等结构中。特别是,通过研究空气—金属亚波长表面结构对入射光波的相位调制规律,总结出了一般化的反射和折射定律,并通过实验验证了这一定律的正确性。这种金属亚波长表面结构可以对入射光的相位进行突变调制,不依赖于光学元件的厚度,其基本原理是电磁场的共振效应。这种新颖的表面被称为超表面。基于这种超表面的光学元件的最大优势在于其厚度很小,大约为50～100nm,相比于传统光学元件的厚度降低3个数量级。利用这种超表面结构对相位的突变调制特性,我们设计了超薄太赫兹长焦深透镜。本论文主要的工作及所取得的成果如下：(1)对长焦深透镜的相位分布进行设计。利用杨-顾算法,在长焦深区域范围内,选取多个横截面,进行迭代逼近,得出光学元件在输入面上最优化的相位分布。对所设计的相位分布,理论分析表明,所设计的长焦深透镜的焦深为8.40mm,而相同孔径、相同焦距的常规透镜的焦深仅为2.41mm。(2)超表面天线结构的设计。很显然,在这种超表面结构中,天线的设计十分重要。为此,利用商业CONCERTO软件进行数值模拟,通过改变V-型狭缝天线的长度和夹角,选取了八种不同的天线结构,它们对入射光波的调制振幅基本相同,但调制相位在0～2π范围内每隔π/4均匀分布。这八种天线结构类似于衍射光学元件中所选取的八阶量化结构。根据步骤(1)中得到的相位分布,进行八阶量化,并在各量化相位处放置对应的天线结构,形成所设计的超薄太赫兹长焦深透镜。(3)超薄太赫兹长焦深透镜的制备。首先,在500μm厚的高阻硅基底上,采用紫外光刻方法曝光出所设计的图形；然后,采用电子束蒸发工艺镀上100nm的薄层金属膜,并用厚度约3nm左右的铬或钛作为黏附过渡层增加金薄膜与基底的粘附性；最后,将基片置入丙酮溶液(可采用超声辅助),完成剥离过程。光学显微镜的结果表明,所制作的超薄太赫兹长焦深透镜的刻蚀误差较小、表面光洁度较好。(4)超薄太赫兹长焦深透镜的实验表征。利用太赫兹准近场焦平面成像系统,对所制作的超薄太赫兹长焦深透镜,测量了其聚焦性能。首先,测量了其沿光轴方向的光强分布,实验结果表明,长焦深透镜的实际焦深为8.96mm,与理论预测结果基本吻合。其次,在长焦深区域内的不同轴向位置处,测量了多个横向截面上的光强分布,研究发现,该透镜在长焦深区域内具有较高的横向聚焦分辨率。最后,测量了超薄太赫兹长焦深透镜的色散特性,实验结果表明,在200GHz频谱范围内,该透镜保持了较好的长焦深特性。(本文来源于《首都师范大学》期刊2014-04-01）
胡思熠[4]（2013）在《长焦深数字灰度光刻物镜设计》一文中研究指出光刻技术是制造和加工微机电系统和微光机电系统过程中的核心。其中，数字灰度光刻技术因其能生产连续浮雕面型和无需昂贵的常规掩模且工作效率高等优点而成为微纳加工的重要发展方向之一。微机电系统中叁维面浮雕轮廓的微纳器件的加工技术与传统半导体技术追求光学曝光的极限分辨率不同，其追求的是另一个极端，即厚胶曝光技术。这就对光刻技术中的光刻物镜的焦深提出更高的要求。而且由于光学系统的自身限制，在保持曝光波长不变的情况下，减小光刻特征线宽的同时，系统的焦深也在减小。因此，有必要设计一种同时具有高分辨率和大焦深的光刻物镜。本文从衍射基本理论出发，运用标量衍射理论分析了普通衍射受限成像系统的衍射分布，研究了基于点扩散函数稳定性的光瞳编码优化方法，提出了利用二元相位模板实现对入射光位相的调制。在此基础上综合考虑系统的成像对比度和分辨率，将点扩散函数按照归一化光瞳函数的孔径展开，利用工程计算软件Maple通过分布全局搜索的办法，找出了最佳二元相位模板参数。运用光学设计软件Zemax设计了一种适合数字微反射镜工作方式的分辨率为1μm的光刻成像物镜。通过对光刻物镜施加相位调制，达到延拓光刻系统焦深的目的。仿真实验结果表明，系统调制传递函数表现出离焦不变性，在保证像方分辨率的前提下系统的焦深被延拓到原有焦深的2.5倍以上，且在整个焦深空间内系统性能与焦点处保持一致,从而提高了光刻系统的工艺容限。得到的实验结果与理论分析一致，说明了设计的可行性。(本文来源于《湖北工业大学》期刊2013-06-01）
王仲勋,潘一鸣,尹韶云,邓启凌,史立芳[5]（2013）在《长焦深、高分辨激光加工聚焦透镜》一文中研究指出受限于传统激光加工透镜焦深与焦斑大小的矛盾关系,分辨率与加工深度很难同时获得提升。提出一种通过对不同焦距的菲涅耳透镜相位采样组合形成长焦深、高分辨激光加工聚焦透镜的设计方法。针对10.6μm的激光加工波长,采用自编的程序设计了一个通光口径为11mm、中心焦距为47mm的激光纸张打孔透镜,并开展了相应的实验加工与测试。结果表明,该透镜与具有相同口径和焦距的传统透镜相比,焦深增加了2倍,并且在整个焦深范围内焦斑尺寸保持着与普通透镜相近的分辨率。该透镜实现简单,为大深度、高分辨的激光加工提供了可行的途径,在激光加工领域有较好的应用前景。(本文来源于《光学学报》期刊2013年02期）
林勇,胡家升[6]（2010）在《实现长焦深的衍射光学元件设计方法》一文中研究指出提出了一种设计长焦深小焦斑衍射光学元件的方法.该方法采用ZEMAX光学设计程序,利用能量守恒原理求解目标函数,并综合考虑焦斑大小保持不变的要求,对目标函数进行了修正,通过修正后的函数来约束输出光束在焦深范围内的轴上位置,从而完成衍射光学元件的相位优化,并求得相应的工艺参数.该元件不但可以使激光束具有长焦深和小焦斑,而且还具有可加工性.焦深范围能达到2 mm,焦深范围内光斑半径在5.32～10.48μm变化,与相同参数的传统光学元件相比,焦深增加了8倍,焦斑半径变化很小,而普通光学元件在此范围内最大焦斑半径达到102.9μm.该方法为长焦深元件的设计、加工与制造提供了可行方案.(本文来源于《大连理工大学学报》期刊2010年01期）
张慧,丁雪梅,谭久彬[7]（2008）在《基于折/衍混合原理的长焦深成像物镜消色差方法》一文中研究指出为兼顾成像系统消色差及扩展焦深的特性,提出了一种基于折/衍混合原理的长焦深成像物镜在可见光波段内消色差的方法。通过阐述对数光锥位相结构的特征,讨论了长焦深元件的色散特性,并依据折/衍混合消色差原理,确定长焦深成像物镜中折射元件与衍射元件位相函数重新分配的原则;位相重新分配后,衍射元件在承担扩展焦深功能的同时增加了部分消色差光焦度,从而使长焦深元件获得消色差特性。理论和仿真分析表明,位相函数重新分配后得到的长焦深元件在中心波长λd(587 nm)时的轴向光强分布与原长焦深元件一致,而在波长为λF(486 nm)、λc(656 nm)时的轴向光强分布区域重合,即在保留焦深扩展特性的同时,有效地校正了其在可见光波段内的初级色差。(本文来源于《光学精密工程》期刊2008年10期）
张慧,丁雪梅,谭久彬[8]（2008）在《折-衍混合长焦深光学元件的焦深特性》一文中研究指出分析了基于能量守恒法获得的对数光锥位相函数的特点,建立了长焦深元件焦深与系统f/#及衍射元件浮雕深度间的函数关系,基于菲涅耳衍射公式分析了参数不同时元件的轴向光强分布规律。仿真结果表明:在给定波长及焦距的条件下,折-衍混合长焦深元件相对同f/#的球面折射透镜的焦深扩展倍数取决于衍射元件的浮雕深度,其值越大,焦深扩展倍数越大,焦深内轴向光强分布越接近平顶分布;焦深一定时,小f/#系统更易获得焦深内轴向光强的平顶分布。(本文来源于《光学精密工程》期刊2008年01期）
粟敬钦,温圣林,袁静,刘兰琴,王文义[9]（2007）在《采用非线性相位拟合法设计长焦深透镜》一文中研究指出针对惯性约束聚变(ICF)激光等离子体诊断系统应用的需求,提出一种采用非线性相位拟合法设计单透镜代替理想对数轴锥镜的方法。对所要得到的球面透镜与理想对数轴锥镜的相位进行拟合,求解得出所需要的球面透镜参量。设计了用于激光等离子体诊断系统的长焦深透镜,并对透镜的焦深、轴向光场均匀性、横向均匀性、焦斑旁瓣等指标进行分析。数值分析结果表明,长焦深透镜具有与理想对数轴锥镜相同的相位分布,焦深、轴向光场均匀性、横向均匀性、焦斑旁瓣均符合设计要求,验证了非线性相位拟合法的正确性。(本文来源于《光学学报》期刊2007年10期）
温圣林,粟敬钦,杨春林,郭永康,高福华[10]（2007）在《用于激光等离子体诊断系统的长焦深透镜》一文中研究指出针对惯性约束聚变(ICF)等离子体诊断系统中对长焦深光学元件的要求,采用非线性相位拟合法设计了一块孔径150 mm,焦距450 mm,焦深5 mm的长焦深球面透镜.为了验证该方法的可行性和正确性,制作了一块与设计等F数(通光孔径为80 mm,焦距为240 mm)的长焦深透镜,并且测量了平行光经过该透镜后的轴上和横向光强分布.理论和实验结果都表明,采用非线性相位拟合法设计的长焦深透镜可以获得长焦深、小焦斑、小旁瓣的聚焦光束,可以满足诊断系统对长焦深元件的要求.(本文来源于《中国激光》期刊2007年09期）
长焦深论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
涡旋光束是一类具有螺旋形波前结构的光束,光束在传播的过程中光强呈现环状结构,中心区域是尺寸较小的暗核,这一性质使其在对微粒进行操控时没有加热损伤效应。此外,涡旋光束还在向前传播的过程中携带着轨道角动量。这些独特的性质使涡旋光束在粒子操控、光通信等众多领域中都具有重要的研究价值。近年来发展起来的产生涡旋光束的方法主要有几何模式转换法、液晶空间光调制法、计算全息法和螺旋相位板法等。随着对其研究的不断深入,越来越多的具有奇特性质的涡旋光束也接连出现。本文的主要内容是针对如何产生大焦深涡旋光束及其应用领域进行了详细的研究。论文的主要内容如下:1.首先介绍了涡旋光束的研究背景和意义,然后介绍了如何产生涡旋光束以及可能的应用领域。然后描述了涡旋光束的基本理论以及本课题研究中所使用的标量衍射理论,这将作为本篇论文模拟部分的理论支撑。接下来介绍了菲涅尔波带片和螺旋波带片的设计原理以及衍射特性等。2.螺旋变面积波带片,首先介绍了变面积波带片的设计方法及其衍射模式,然后将其与螺旋相位结合用于产生大焦深涡旋光束,用MATLAB模拟了它的衍射性质,并用空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)进行了相关的实验验证,实验结果与理论模拟结果一致。3.轴向线聚焦螺旋波带片,我们在螺旋波带片的基础上引入相位修正,给每一波带依次赋予不同的焦距。根据不同波带的焦距不同,以及同一焦距本身的焦深,将处于不同焦距处的聚焦光斑结合起来,从而在焦平面附近较大范围内实现一致性较好的轴向光强分布,以此来实现长焦深的设计。经过理论模拟以及制作相应的实物波带片进行实验,验证了这一设计得到长焦深涡旋光束的可行性。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
长焦深论文参考文献
[1].王少植.被动毫米波成像长焦深超表面特性研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].郑程龙.新型长焦深螺旋波带片的衍射特性的研究[D].郑州大学.2019
[3].姜晓燕.超薄太赫兹长焦深透镜的设计、制作和表征[D].首都师范大学.2014
[4].胡思熠.长焦深数字灰度光刻物镜设计[D].湖北工业大学.2013
[5].王仲勋,潘一鸣,尹韶云,邓启凌,史立芳.长焦深、高分辨激光加工聚焦透镜[J].光学学报.2013
[6].林勇,胡家升.实现长焦深的衍射光学元件设计方法[J].大连理工大学学报.2010
[7].张慧,丁雪梅,谭久彬.基于折/衍混合原理的长焦深成像物镜消色差方法[J].光学精密工程.2008
[8].张慧,丁雪梅,谭久彬.折-衍混合长焦深光学元件的焦深特性[J].光学精密工程.2008
[9].粟敬钦,温圣林,袁静,刘兰琴,王文义.采用非线性相位拟合法设计长焦深透镜[J].光学学报.2007
[10].温圣林,粟敬钦,杨春林,郭永康,高福华.用于激光等离子体诊断系统的长焦深透镜[J].中国激光.2007