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、隨著近代光學和光電子技術的發(fā)展,光電子儀器及其光學元件都發(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元件的應用越來越多,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。
　　 自由空間微光學是把微光學元件、微電子器件、微機械系統(tǒng)在自由空間內組合起來,而獲得較高性能以及較高效率的微系統(tǒng)光學技術,而微光學技術在過去幾年中已經(jīng)研制出各種不同的折射和衍射微光學元件。
　　 本文采用光刻離子交換技

2、術制作了六角形孔徑平面微透鏡陣列,并在原有實驗的基礎上對各項參數(shù)做了優(yōu)化設計,例如窗口大小、窗口間距、熔鹽比例、交換時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特性進一步增強,并在理論上對單層平面微透鏡陣列以及雙層平面微透鏡陣列的光學特性及成像特性做了分析。
　　 離子交換依據(jù)對稱的六角形開孔式Tl+-Na+離子擴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稱分布,而實

3、驗中得到的透鏡元都是掩埋在玻璃基片表面下的一個接近半球形的區(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。
　　 實驗中通過微小光學測試系統(tǒng)測量了微透鏡陣列的折射率分布、焦距、數(shù)值孔徑、光斑等光學特性。對于平面微透鏡陣列,本文以光學元件陣列的非高斯成像性質作為理論基礎,分析了平面微透鏡陣列成綜合像的條件和特點。
　　 六角形孔徑平面微透鏡陣列光學系統(tǒng)在三維集成光學系統(tǒng)中應用廣泛,本文制作的平面微透鏡陣列在三維成像