電控全息可變焦透鏡的性能研究.pdf

1、隨著二元光學(xué)和集成光學(xué)的發(fā)展,傳統(tǒng)光學(xué)元件正向著小型集成化和性能可調(diào)控的方向前進(jìn)。傳統(tǒng)透鏡系統(tǒng)的體積較大、變焦速度慢、穩(wěn)定性較差,透鏡系統(tǒng)的小型化和焦距調(diào)控的高速化是當(dāng)前研究的前沿和難點(diǎn)。本課題利用錳摻雜鉭鈮酸鉀鈉(Mn:KNTN)晶體的電控全息特性,發(fā)揮其電光系數(shù)大、衍射效率高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn),開(kāi)展電控可變焦全息透鏡的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
　　首先,對(duì)Mn:KNTN晶體的性能進(jìn)行研究。Mn:KNTN晶體是用頂部籽晶助溶劑法生長(zhǎng)得到。

2、首先通過(guò)電橋法測(cè)量得到晶體的介電常數(shù)與溫度關(guān)系曲線從而得到晶體的居里溫度;利用橢偏儀得到了波長(zhǎng)范圍為400nm-900nm時(shí)Mn:KNTN晶體的折射率色散曲線;然后利用Mach-Zehnder干涉法測(cè)量晶體的二次電光系數(shù),得到了不同溫度下的電光系數(shù)關(guān)系;最后用二波耦合裝置測(cè)量了晶體的電控衍射性能,通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mn:KNTN晶體具有優(yōu)良的電控全息特性。
　　然后從理論上研究電控全息可變焦透鏡。采用平面波與柱面波在Mn:KNTN晶

3、體內(nèi)干涉寫(xiě)入相位型菲涅耳波帶片(折射率光柵),通過(guò)外加電場(chǎng)和空間電荷場(chǎng)的共同作用調(diào)控相鄰波帶之間的相位差。隨著外加電場(chǎng)的變化,透鏡的焦點(diǎn)發(fā)生改變,改變后焦點(diǎn)所在位置是原透鏡的次焦點(diǎn)。說(shuō)明變焦透鏡的焦點(diǎn)變化是由主焦點(diǎn)逐漸向次焦點(diǎn)變化。
　　最后,根據(jù)理論模擬的結(jié)果,在實(shí)驗(yàn)中建立基于錳摻雜鉭鈮酸鉀鈉晶體的電控全息可變焦透鏡系統(tǒng)。隨著外加電壓的增大,衍射場(chǎng)中固定一點(diǎn)的衍射光強(qiáng)逐漸降低,由衍射可以判斷透鏡的焦點(diǎn)發(fā)生改變。因此,基于錳摻雜鉭