波帶片的設(shè)計及其衍射特性研究.pdf

1、近二十年來，作為聚束和聚焦元器件的菲涅耳波帶片因其在實現(xiàn)極紫外成像、X射線成像與對原子束聚焦等方面的應(yīng)用與前景，受到了廣泛關(guān)注。由于幾乎已知的所有材料在X射線波段的折射率都非常接近于1，菲涅耳波帶片在X射線的光學(xué)成像上顯得尤為重要。因此，大量研究都致力于提高菲涅耳波帶片的空間分辨率，以期能夠發(fā)展出設(shè)計和制造具有納米級空間分辨率波帶片的技術(shù)。人們已經(jīng)對菲涅耳波帶片的像差與衍射等許多光學(xué)性質(zhì)做了深入研究。最近，一些關(guān)于波帶片的有趣工作，如光

2、子接收器、分形波帶片、螺旋波帶片、螺旋分形波帶片等相繼報道。本論文的主要目的是設(shè)計一些新型波帶片，研究其光學(xué)性質(zhì)并探索它們的潛在應(yīng)用.
　　 在第一章中，主要介紹了菲涅耳波帶片的聚焦特性與制作方法等相關(guān)基礎(chǔ)知識，并對波帶片的發(fā)展與研究現(xiàn)狀作了簡要回顧。
　　 在第二章中，主要介紹了應(yīng)用氦氖激光和納米碳白光點光源照射部分位相型菲涅耳波帶片的衍射和色散實驗。實驗結(jié)果顯示，部分方形位相型菲涅耳波帶片可以產(chǎn)生具有與完整圓形位相型

3、菲涅耳波帶片類似的主焦點，而部分圓形位相型菲涅耳波帶片則仍然具有主焦點與三級衍射次焦點.相關(guān)的數(shù)值模擬表明，部分位相型菲涅耳波帶片的衍射與色散效應(yīng)可以較好地以完整波帶片的衍射級次來解釋。
　　 在第三章中，提出了一種可以實現(xiàn)軸上衍射光強(qiáng)為零的新型方形螺旋相位菲涅耳波帶片。通過數(shù)值計算，研究了該類具有不同廣義拓?fù)浜傻牟◣难苌涮匦?，發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生空心光束，同時，給出了產(chǎn)生零光軸衍射光強(qiáng)廣義拓?fù)浜尚铦M足的條件。
　　 在第四

4、章中，提出了一種圓形螺旋相位菲涅耳波帶片，分別研究了拓?fù)浜蔀檎麛?shù)型和分?jǐn)?shù)型該類波帶片的聚焦特性，數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拓?fù)浜蔀檎麛?shù)型的波帶片可以產(chǎn)生圓形的空心光束，并且可以通過波帶總環(huán)數(shù)與拓?fù)浜蓙碚{(diào)控。同時，拓?fù)浜蔀榉謹(jǐn)?shù)型的波帶片也可以產(chǎn)生非對稱的空心光束。
　　 在第五章中，通過完全相同的圓形、橢圓和雙曲菲涅耳波帶片的兩兩疊加，以及通過改變計算機(jī)顯示屏上顯示的菲涅耳波帶片尺寸從而產(chǎn)生摩爾條紋的方法，得到了系列摩爾波帶片。開展了相應(yīng)