中红外折衍混合物镜及其衍射微结构的研究
发布时间：2021-10-25 02:46
折衍混合光学系统的设计在近年来已经得到了长足的发展,折衍混合光学系统的应用也越来越广泛。衍射光学元件的加入让折衍混合光学系统相对于传统的折射光学系统具有结构紧凑、重量较轻和长度较短等优点,还能改善光学系统的色散影响。在望远镜、空间光学遥感仪器、医学成像、红外夜视等领域有着广泛的现实和潜在的应用。目前,国内外对衍射光学元件的加工方法和工艺已有许多研究,涉及到单点金刚石车削法、光刻和离子束刻蚀法、纳米压印法等主要方法。利用光刻法生成的图形具有高的横向（X,Y方向）精度,用光学镀膜的方式在纵向（Z方向）能够形成高精度的台阶,从而形成高精度的衍射结构,这正是本文研究的基本技术路径。本文从折衍混合光学系统的应用需求出发,通过分析计算物镜要求的各项参数,设计了一种工作波段在3.74.8μm、焦距64mm和F数为1.6的中红外折衍混合物镜。采用光刻和薄膜沉积工艺把衍射微结构制作在硅平面透镜上的设计,比较同样性能的全折射物镜,使得系统总重量和总长度均减少了约40%。对成像质量和公差进行了分析,为物镜的加工误差给出了技术参考。制作了透镜的三片透镜,在平面硅透镜上使用光刻和多次薄膜套...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波谱
图 1.2 传统硅锗透镜 图 1.3 硫化锌衍射透镜Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在罗切斯特大学发表的衍射光学在目镜设计中的应用一文中提到，目镜在很多光学系统中起着至关重要的作用，比如娱乐系统，运动光学、媒体装置、军事系统以及救援装置等中。由于目镜经常是限制它所在光学成像装置成像质量的关键因素，因此，这就对它的设计提出来了极大的挑战。现有目镜设计的提升受到了传统设计变量的严重限制，但随着衍射光学这一技术的发展，通过它来设计目镜，今天的目镜成像质量得到了很好的提升。衍射光学的加入为提高大口径透镜消色差能力、减小目镜的表面曲率、减少元件数量、降低重量、节省成本、增强成像质量等方面都带来了好处，这是传统折射目镜设计所无法企及的[9]。因为孔径光阑在目镜外，元件的直径随着视场角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不变。对传统目镜的进一步设计被认为是不会有任何进展的，因为传统目镜固
图 1.2 传统硅锗透镜 图 1.3 硫化锌衍射透镜Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在罗切斯特大学发表的衍射光学在目镜设计中的应用一文中提到，目镜在很多光学系统中起着至关重要的作用，比如娱乐系统，运动光学、媒体装置、军事系统以及救援装置等中。由于目镜经常是限制它所在光学成像装置成像质量的关键因素，因此，这就对它的设计提出来了极大的挑战。现有目镜设计的提升受到了传统设计变量的严重限制，但随着衍射光学这一技术的发展，通过它来设计目镜，今天的目镜成像质量得到了很好的提升。衍射光学的加入为提高大口径透镜消色差能力、减小目镜的表面曲率、减少元件数量、降低重量、节省成本、增强成像质量等方面都带来了好处，这是传统折射目镜设计所无法企及的[9]。因为孔径光阑在目镜外，元件的直径随着视场角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不变。对传统目镜的进一步设计被认为是不会有任何进展的，因为传统目镜固
【参考文献】：
期刊论文
[1]折/衍混合大视场消热差红外双波段光学系统设计[J]. 陶郅,王敏,肖维军,郭王凯. 光子学报. 2017(11)
[2]曲面基底衍射光学元件的激光直写技术[J]. 姜俊,刘晋桥,徐颖,于颜豪. 中国激光. 2017(06)
[3]用于太空望远镜的大口径薄膜菲涅尔衍射元件[J]. 张健,栗孟娟,阴刚华,焦建超,刘正坤,徐向东,付绍军. 光学精密工程. 2016(06)
[4]基于衍射元件的长焦距中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 吴耀,陈利,熊涛,张建明. 光学与光电技术. 2016(03)
[5]适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计[J]. 陈永和,陈洪达,傅雨田. 红外与激光工程. 2015(07)
[6]折衍混合系统在无热化设计中的应用[J]. 林青,王坤,林灿,魏敏,刘倩. 红外技术. 2015(06)
[7]折衍射混合中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 王臻. 激光杂志. 2015(02)
[8]新型轻量化可见光光谱仪成像系统研究与分析[J]. 沈满德,李飞,周利兵,李程,任欢欢,姜清秀. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[9]衍射光学元件的加工工艺及其在各种光谱镜头中的应用[J]. 程习敏,白瑜,谢伟民,邢廷文,林妩媚. 光电技术应用. 2014(02)
[10]45倍中波红外连续变焦光学系统（英文）[J]. 周昊,刘英,孙强,李淳,张晓龙,黄剑波. 红外与毫米波学报. 2014(01)
硕士论文
[1]基于紫外压印的二元光学器件制备方法研究[D]. 罗军.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于衍射元件制作误差分析的激光写入策略优化技术研究[D]. 李镁钰.哈尔滨工业大学 2011
[3]衍射光学元件金刚石单点车削加工技术研究[D]. 贺静.长春理工大学 2009
本文编号：3456492
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电磁波谱
图 1.2 传统硅锗透镜 图 1.3 硫化锌衍射透镜Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在罗切斯特大学发表的衍射光学在目镜设计中的应用一文中提到，目镜在很多光学系统中起着至关重要的作用，比如娱乐系统，运动光学、媒体装置、军事系统以及救援装置等中。由于目镜经常是限制它所在光学成像装置成像质量的关键因素，因此，这就对它的设计提出来了极大的挑战。现有目镜设计的提升受到了传统设计变量的严重限制，但随着衍射光学这一技术的发展，通过它来设计目镜，今天的目镜成像质量得到了很好的提升。衍射光学的加入为提高大口径透镜消色差能力、减小目镜的表面曲率、减少元件数量、降低重量、节省成本、增强成像质量等方面都带来了好处，这是传统折射目镜设计所无法企及的[9]。因为孔径光阑在目镜外，元件的直径随着视场角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不变。对传统目镜的进一步设计被认为是不会有任何进展的，因为传统目镜固
图 1.2 传统硅锗透镜 图 1.3 硫化锌衍射透镜Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在罗切斯特大学发表的衍射光学在目镜设计中的应用一文中提到，目镜在很多光学系统中起着至关重要的作用，比如娱乐系统，运动光学、媒体装置、军事系统以及救援装置等中。由于目镜经常是限制它所在光学成像装置成像质量的关键因素，因此，这就对它的设计提出来了极大的挑战。现有目镜设计的提升受到了传统设计变量的严重限制，但随着衍射光学这一技术的发展，通过它来设计目镜，今天的目镜成像质量得到了很好的提升。衍射光学的加入为提高大口径透镜消色差能力、减小目镜的表面曲率、减少元件数量、降低重量、节省成本、增强成像质量等方面都带来了好处，这是传统折射目镜设计所无法企及的[9]。因为孔径光阑在目镜外，元件的直径随着视场角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不变。对传统目镜的进一步设计被认为是不会有任何进展的，因为传统目镜固
【参考文献】：
期刊论文
[1]折/衍混合大视场消热差红外双波段光学系统设计[J]. 陶郅,王敏,肖维军,郭王凯. 光子学报. 2017(11)
[2]曲面基底衍射光学元件的激光直写技术[J]. 姜俊,刘晋桥,徐颖,于颜豪. 中国激光. 2017(06)
[3]用于太空望远镜的大口径薄膜菲涅尔衍射元件[J]. 张健,栗孟娟,阴刚华,焦建超,刘正坤,徐向东,付绍军. 光学精密工程. 2016(06)
[4]基于衍射元件的长焦距中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 吴耀,陈利,熊涛,张建明. 光学与光电技术. 2016(03)
[5]适用于微小卫星平台的小型可见光相机设计[J]. 陈永和,陈洪达,傅雨田. 红外与激光工程. 2015(07)
[6]折衍混合系统在无热化设计中的应用[J]. 林青,王坤,林灿,魏敏,刘倩. 红外技术. 2015(06)
[7]折衍射混合中波红外连续变焦光学系统设计[J]. 王臻. 激光杂志. 2015(02)
[8]新型轻量化可见光光谱仪成像系统研究与分析[J]. 沈满德,李飞,周利兵,李程,任欢欢,姜清秀. 光谱学与光谱分析. 2015(02)
[9]衍射光学元件的加工工艺及其在各种光谱镜头中的应用[J]. 程习敏,白瑜,谢伟民,邢廷文,林妩媚. 光电技术应用. 2014(02)
[10]45倍中波红外连续变焦光学系统（英文）[J]. 周昊,刘英,孙强,李淳,张晓龙,黄剑波. 红外与毫米波学报. 2014(01)
硕士论文
[1]基于紫外压印的二元光学器件制备方法研究[D]. 罗军.哈尔滨工业大学 2015
[2]基于衍射元件制作误差分析的激光写入策略优化技术研究[D]. 李镁钰.哈尔滨工业大学 2011
[3]衍射光学元件金刚石单点车削加工技术研究[D]. 贺静.长春理工大学 2009
本文编号：3456492
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