基于超振荡技术的太赫兹超衍射聚焦平面透镜研究
发布时间：2021-10-07 10:51
太赫兹成像技术在生物医学、无损检测、工业检验、公共安全领域发挥出越来越重要的作用。然而,受传统太赫兹光学器件衍射极限的制约,现有的太赫兹成像系统的分辨率较低,在应用中受到诸多限制;尽管通过近场扫描、数字图像处理的方式可以获得较高分辨率的太赫兹图像,但存在工作距短、后续处理复杂等问题。因此,开展轻量化、长工作距的超衍射聚焦透镜的研究,突破衍射极限制约,从光学器件层面解决系统分辨率低的问题,是近年来国内外研究热点。本文基于光学超振荡技术,利用相位型调控方式,采用矢量角谱理论和粒子群优化算法设计了一种二值相位型太赫兹超衍射长焦距平面透镜。该平面透镜适用于波长λ=118.8μm的圆偏振太赫兹波,透镜半径160λ,焦距为420λ。理论计算得到焦平面上的主瓣峰值半宽为1.179λ（小于衍射极限DL=1.404λ）,并在沿传播方向上形成了长度为21.7λ的超衍射光针。采用感应耦合等离子刻蚀工艺制作出二值相位型太赫兹超衍射长焦距平面透镜样品。搭建了器件聚焦性能的测试系统,测试结果表明,该平面透镜产生了焦深为33λ、超衍射长度为19.7λ的光针,且在焦距444.36λ处有半高宽为1.212λ的最小焦斑,...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹频谱图
塑料[2]对太赫兹波来讲都是透明的。利用其优良的穿透特性以及成像兹用于无损检测领域，既可以实现对样品对象的检测，又不会损坏使用功能。这在很多方面有重要价值，例如有助于提高航空工业产靠性，也能够帮助医务人员进行癌症病例诊断。赫兹波的特殊性质使其在生物医学检查、材料检测和无损检测、提域充当越来越重要的角色[1]。因为太赫兹技术本身的优势：辐射具有安全风险低；太赫兹的波长远远小于微波波长具有亚毫米的空间分能强几乎可以无衰减的透过很多材料，诸如纸张、塑料等；要进一在这些领域中的应用，太赫兹成像技术的发展成为重中之重。脉冲图像的每一个像素点包含全部太赫兹波形而不仅是光束强度信息，换就可以提取相应像素点的光谱信息。因此太赫兹成像技术是无害高分辨的而且不仅可以识别目标的形貌还可以获得目标的其他信息。兹成像系统中光栅扫描成像概念图，太赫兹波经过透镜或抛物面镜镜焦平面的被测样品上，然后在垂直于光束的平面上进行光栅扫描扫描点太赫兹的透过率或反射率便得到了目标的太赫兹图像。基于上
大学硕士学位论文 1 绪成像概念，可以利用太赫兹对集成电路芯片成像，完成芯片内部电路结。图 1.3 给出了利用逐点扫描方式对已经封装完成的集成电路芯片成像的1.3(a)是太赫兹成像系统装置，图 1.3(b)是获得的芯片内部电路结构的图像片的绝缘层对太赫兹的吸收较少近似于透明，而形成电路结构的金属介兹的吸收较强，采用共聚焦的方式完成逐点扫描后就可以将芯片内部的的轮廓刻画出来。可见共聚焦的焦点越小则电路结构的轮廓就越清晰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学超振荡与超振荡光学器件[J]. 陈刚,温中泉,武志翔. 物理学报. 2017(14)
[2]粒子寻优和最小生成树聚类下的WSN能量优化[J]. 郑淼,郑成增. 计算机工程与应用. 2017(15)
[3]基于空间光场调控技术的光学微操纵[J]. 梁言生,姚保利,雷铭,严绍辉,于湘华,李曼曼. 光学学报. 2016(10)
[4]基于光导微探针的近场/远场可扫描太赫兹光谱技术[J]. 许悦红,张学迁,王球,田震,谷建强,欧阳春梅,路鑫超,张文涛,韩家广,张伟力. 物理学报. 2016(03)
[5]Mapping an on-chip terahertz antenna by a scanning near-field probe and a fixed field-effect transistor[J]. 吕利,孙建东,Roger A.Lewis,孙云飞,吴东岷,蔡勇,秦华. Chinese Physics B. 2015(02)
[6]太赫兹波脉冲成像和连续波成像技术研究[J]. 陈素果,侯磊,楼骁,董陈岗,施卫. 西安理工大学学报. 2013(02)
博士论文
[1]太赫兹实时成像中关键技术的研究与改进[D]. 王新柯.哈尔滨工业大学 2011
[2]轴对称偏振光束特性的研究[D]. 贾信庭.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]基于超振荡原理的超分辨透镜优化设计与制备[D]. 刁金帅.西北工业大学 2016
[2]板级电路不可靠测试下的测试性优化设计方法[D]. 焦志敏.电子科技大学 2015
本文编号：3421905
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
太赫兹频谱图
塑料[2]对太赫兹波来讲都是透明的。利用其优良的穿透特性以及成像兹用于无损检测领域，既可以实现对样品对象的检测，又不会损坏使用功能。这在很多方面有重要价值，例如有助于提高航空工业产靠性，也能够帮助医务人员进行癌症病例诊断。赫兹波的特殊性质使其在生物医学检查、材料检测和无损检测、提域充当越来越重要的角色[1]。因为太赫兹技术本身的优势：辐射具有安全风险低；太赫兹的波长远远小于微波波长具有亚毫米的空间分能强几乎可以无衰减的透过很多材料，诸如纸张、塑料等；要进一在这些领域中的应用，太赫兹成像技术的发展成为重中之重。脉冲图像的每一个像素点包含全部太赫兹波形而不仅是光束强度信息，换就可以提取相应像素点的光谱信息。因此太赫兹成像技术是无害高分辨的而且不仅可以识别目标的形貌还可以获得目标的其他信息。兹成像系统中光栅扫描成像概念图，太赫兹波经过透镜或抛物面镜镜焦平面的被测样品上，然后在垂直于光束的平面上进行光栅扫描扫描点太赫兹的透过率或反射率便得到了目标的太赫兹图像。基于上
大学硕士学位论文 1 绪成像概念，可以利用太赫兹对集成电路芯片成像，完成芯片内部电路结。图 1.3 给出了利用逐点扫描方式对已经封装完成的集成电路芯片成像的1.3(a)是太赫兹成像系统装置，图 1.3(b)是获得的芯片内部电路结构的图像片的绝缘层对太赫兹的吸收较少近似于透明，而形成电路结构的金属介兹的吸收较强，采用共聚焦的方式完成逐点扫描后就可以将芯片内部的的轮廓刻画出来。可见共聚焦的焦点越小则电路结构的轮廓就越清晰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学超振荡与超振荡光学器件[J]. 陈刚,温中泉,武志翔. 物理学报. 2017(14)
[2]粒子寻优和最小生成树聚类下的WSN能量优化[J]. 郑淼,郑成增. 计算机工程与应用. 2017(15)
[3]基于空间光场调控技术的光学微操纵[J]. 梁言生,姚保利,雷铭,严绍辉,于湘华,李曼曼. 光学学报. 2016(10)
[4]基于光导微探针的近场/远场可扫描太赫兹光谱技术[J]. 许悦红,张学迁,王球,田震,谷建强,欧阳春梅,路鑫超,张文涛,韩家广,张伟力. 物理学报. 2016(03)
[5]Mapping an on-chip terahertz antenna by a scanning near-field probe and a fixed field-effect transistor[J]. 吕利,孙建东,Roger A.Lewis,孙云飞,吴东岷,蔡勇,秦华. Chinese Physics B. 2015(02)
[6]太赫兹波脉冲成像和连续波成像技术研究[J]. 陈素果,侯磊,楼骁,董陈岗,施卫. 西安理工大学学报. 2013(02)
博士论文
[1]太赫兹实时成像中关键技术的研究与改进[D]. 王新柯.哈尔滨工业大学 2011
[2]轴对称偏振光束特性的研究[D]. 贾信庭.华中科技大学 2011
硕士论文
[1]基于超振荡原理的超分辨透镜优化设计与制备[D]. 刁金帅.西北工业大学 2016
[2]板级电路不可靠测试下的测试性优化设计方法[D]. 焦志敏.电子科技大学 2015
本文编号：3421905
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3421905.html
