六角形孔徑平面微透鏡陣列的折射率分布及成像特性分析.pdf

1、隨著近代光學(xué)和光電子技術(shù)的發(fā)展,光電子儀器及其光學(xué)元件都發(fā)生了深刻而巨大的變化,例如微透鏡陣列、衍射透鏡、梯度折射率透鏡等新型光學(xué)元件的應(yīng)用越來(lái)越多,這些使得光電子儀器向小型化、陣列化和集成化方向發(fā)展。
　　 自由空間微光學(xué)是把微光學(xué)元件、微電子器件、微機(jī)械系統(tǒng)在自由空間內(nèi)組合起來(lái),而獲得較高性能以及較高效率的微系統(tǒng)光學(xué)技術(shù),而微光學(xué)技術(shù)在過(guò)去幾年中已經(jīng)研制出各種不同的折射和衍射微光學(xué)元件。
　　 本文采用光刻離子交換技

2、術(shù)制作了六角形孔徑平面微透鏡陣列,并在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)各項(xiàng)參數(shù)做了優(yōu)化設(shè)計(jì),例如窗口大小、窗口間距、熔鹽比例、交換時(shí)間和溫度以及祛鈦工藝等,制作出接近理想情況的平面微透鏡陣列,使平面微透鏡陣列的光學(xué)特性進(jìn)一步增強(qiáng),并在理論上對(duì)單層平面微透鏡陣列以及雙層平面微透鏡陣列的光學(xué)特性及成像特性做了分析。
　　 離子交換依據(jù)對(duì)稱的六角形開孔式Tl+-Na+離子擴(kuò)散理論分析得到平面微透鏡的折射率分布區(qū)域,是以窗口為中心的中心對(duì)稱分布,而實(shí)

3、驗(yàn)中得到的透鏡元都是掩埋在玻璃基片表面下的一個(gè)接近半球形的區(qū)域,因此,本文根據(jù)魯尼伯格透鏡模型分析光線的傳輸規(guī)律。
　　 實(shí)驗(yàn)中通過(guò)微小光學(xué)測(cè)試系統(tǒng)測(cè)量了微透鏡陣列的折射率分布、焦距、數(shù)值孔徑、光斑等光學(xué)特性。對(duì)于平面微透鏡陣列,本文以光學(xué)元件陣列的非高斯成像性質(zhì)作為理論基礎(chǔ),分析了平面微透鏡陣列成綜合像的條件和特點(diǎn)。
　　 六角形孔徑平面微透鏡陣列光學(xué)系統(tǒng)在三維集成光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛,本文制作的平面微透鏡陣列在三維成像