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文檔簡介
1、信息化時代,人們不僅需要更多更新的器件去獲取、控制、傳輸信息,而且對信息的獲取速度、信息質(zhì)量、信息的多樣化提出更高的要求。要達到這些目的,需要各種光電器件控制光的行為,例如成像、聚焦、耦合、分束、調(diào)制等行為。微透鏡陣列作為一種重要的微光學(xué)元器件,被應(yīng)用于各種領(lǐng)域,如并行共焦成像系統(tǒng),也是波前測量系統(tǒng)的關(guān)鍵組件。
方形孔徑平面微透鏡陣列是一種充分考慮受光面積和填充系數(shù)的光器件,除了具備常規(guī)的聚焦、成像、耦合等功能,對其更深層次光
2、學(xué)特性的挖掘也是研究的重要方面。當(dāng)單色平行光垂直入射到周期性結(jié)構(gòu)的透明物體(如透射光柵)時,將會在沿光軸方向特定距離觀察到周期結(jié)構(gòu)物體的像,這種不用透鏡而僅靠光的衍射就可對周期物體成像的現(xiàn)象,稱為自成像,又稱泰伯效應(yīng)。周期結(jié)構(gòu)的方形孔徑平面微透鏡陣列在單色平行光照射下,在沿光軸傳播方向觀察到了自成像現(xiàn)象,因此本文討論了微透鏡陣列的泰伯效應(yīng)。
在研究微透鏡陣列光學(xué)特性的過程中,發(fā)現(xiàn)微透鏡陣列對相應(yīng)微圖形陣列有莫爾顯示效應(yīng),莫爾條
3、紋對細微位移、形變和轉(zhuǎn)動非常敏感,因而常被用于光學(xué)檢測、光學(xué)校準(zhǔn)、文檔加密防偽等,對于微透鏡陣列的莫爾顯示效應(yīng)的研究將進一步拓展微透鏡陣列的應(yīng)用領(lǐng)域。
本論文的主要研究內(nèi)容如下:
1.對方形孔徑微透鏡陣列的泰伯(Talbot)效應(yīng)進行實驗研究,利用傳遞函數(shù)法分析了該陣列的菲涅耳衍射區(qū)的光場復(fù)振幅分布,討論了泰伯像成像的條件。實驗中,在特定位置處可觀察到三種交替出現(xiàn)的清晰成像,實驗測得的成像距離與理論值吻合。選用不同參
4、數(shù)的方形孔徑微透鏡陣列,泰伯子像成像規(guī)律總體不變,當(dāng)中心距大于孔徑邊長且小于兩倍孔徑邊長時泰伯子像像元間出現(xiàn)交疊現(xiàn)象。方形孔徑微透鏡陣列在分?jǐn)?shù)泰伯平面可觀察到清晰的呈棋盤狀分布的泰伯子像,這將拓展微透鏡陣列的實際應(yīng)用。
2.由許多透光圓孔周期性排列組成的點陣與同周期的微圖形構(gòu)成的陣列重疊,發(fā)生相對轉(zhuǎn)動時,莫爾圖案出現(xiàn),該莫爾圖案是微圖形的放大。對于方形孔徑微透鏡陣列也觀察到了相同的莫爾圖案變化現(xiàn)象,我們對產(chǎn)生這種現(xiàn)象的莫爾顯示
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