基于全介质超表面透镜的太赫兹显微

发布时间：2022-09-29 12:15

　　近年来,太赫兹波因其光子能量低、对非极性非金属材料穿透性强等优越的性能而备受研究者关注,太赫兹成像技术也因此得到了快速发展,并逐渐应用于各个领域,其中包括医学、化学工业、国土安防等。然而,现如今已报道的太赫兹成像系统大多采用体积大、重量大的体式传统透镜和反射镜作为聚焦、成像器件,如球形透镜、抛物面镜、非球面透镜等。此类系统体积庞大,操作复杂,不易于集成。平面超表面透镜具有超薄、质轻等优点,将之应用到成像系统中,正好可以弥补传统聚焦、成像器件的不足。本文针对太赫兹波长118.8μm,提出研制一种基于全介质超表面透镜的无限远显微成像系统。本文主要工作如下:（1）介绍太赫兹显微成像系统的背景、意义以及研究现状,并结合该现状提出本文的研究方向。（2）研究了一种偏振无关的全介质超表面结构,利用该超表面结构设计了无限远显微系统所需的物镜和筒镜,其焦距分别为100λ、600λ,数值孔径分别为0.95、0.45,并采用矢量角谱衍射方法对其聚焦性能进行仿真验证。（3）采用微纳米加工技术完成超表面透镜的制备,在太赫兹波长118.8μm,对其聚焦性能进行实验测试:物镜焦斑在x、y方向的半高全宽分别为0.45... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 太赫兹显微成像国内外研究现状
    1.3 太赫兹超表面聚焦透镜研究现状
    1.4 本文的研究目标及内容
    1.5 本章小结
2 超表面透镜及显微系统的设计与仿真
    2.1 超表面透镜设计和仿真
        2.1.1 光学超表面结构仿真
        2.1.2 超表面透镜设计
        2.1.3 超表面透镜仿真
    2.2 无限远显微系统设计
    2.3 无限远显微系统理论仿真
        2.3.1 点光源成像仿真
        2.3.2 复杂图形成像仿真
        2.3.3 光栅衍射条纹成像仿真
    2.4 本章小结
3 超表面透镜的加工与测试
    3.1 超表面聚焦透镜制备
        3.1.1 超表面透镜加工版图绘制
        3.1.2 超表面透镜制备
    3.2 超表面聚焦透镜测试
        3.2.1 超表面透镜测试平台
        3.2.2 超表面透镜测试结果及分析
    3.3 本章小结
4 无限远显微成像系统的搭建和测试
    4.1 无限远显微成像系统
    4.2 无限远显微成像系统测试
        4.2.1 字母样品显微成像
        4.2.2 光栅衍射条纹显微成像
    4.3 本章小结
5 工作总结和展望
    5.1 论文工作总结
    5.2 展望
参考文献
附录
    A.作者在攻读硕士学位论文期间发表的论文目录
    B.学位论文数据集
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]太赫兹波无损检测技术及其应用[J]. 梁达川,关松.  光电技术应用. 2018(06)
[2]石墨烯太赫兹调制器及330GHz无线通信系统[J]. 刘海涛,文岐业,杨青慧,陈智,孙丹丹,田伟,张怀武.  太赫兹科学与电子信息学报. 2014(04)
[3]0.14THz高分辨力成像雷达信号处理[J]. 成彬彬,江舸,杨陈,蔡英武.  强激光与粒子束. 2013(06)
[4]太赫兹共焦扫描显微成像研究进展[J]. 李琦,丁胜晖,姚睿,王骐.  激光与光电子学进展. 2010(08)



本文编号：3682573