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1.
光束偏振对全息干涉制作复式光子晶体的影响研究
戚志明, 梁文耀
量子电子学报 2023, 40 (
4
): 447-457. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2023.04.003
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光子晶体分为简单光子晶体和复式光子晶体,激光全息法是制作复式光子晶体的重要方法之一,光束偏振在 其中扮演着重要角色。利用具有一定对称性的四光束配置干涉产生复式光子晶体,通过Matlab 编程进行数值仿真, 系统研究了不同偏振组合 (包括单光束、双光束、三光束和四光束) 对复式光子晶体元胞形状及干涉对比度的影响。 结果表明,各光束的偏振度及旋转角度均对复式光子晶体具有显著影响。在不同偏振条件下获得了一系列丰富的元 胞形状,如波浪条纹、椭圆柱、锯齿状等。此外,发现当各光束均为线偏振光时具有最佳的干涉对比度。上述研究结 果对制作特殊元胞的复式光子晶体和虚拟实验教学具有一定的理论指导意义。
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2.
高次凸非球面补偿检验方法研究
陈光宇, 胡明勇, 杨传龙, 封志伟, 徐剑锋, 白 茜, 崔金龙
量子电子学报 2024, 41 (
1
): 57-66. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.01.005
摘要
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高次凸非球面镜是光学系统中至关重要的元件, 通常作为次镜来补偿光学系统的轴外像差, 但其检验方法 一直是一大难点。基于背向零位检测方法, 提出利用三透镜与单折射面组合的形式来补偿高次非球面的法线像差。 首先选取高次非球面的二次比较面来简化计算, 基于三级像差理论求解系统的初始结构, 对高次非球面的法线像差 进行补偿,使用ZEMAX 软件仿真与优化后, 设计结果完全满足要求。随后结合一块有效通光口径为170 mm、顶点 曲率半径为266.8 mm 的高次凸非球面反射镜, 测得镜面的面形精度均方根为0.019 λ (λ = 632.8 nm), 满足实际检测 要求, 验证了所提设计方法的可行性。此方法为大口径高次凸非球面的检验提供了一个新的思路。
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3.
基于六阶波像差理论的非球面大孔径 折反射成像系统像差优化方法
曹一青 , 沈志娟 , 吕丽军
量子电子学报 2024, 41 (
1
): 67-77. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.01.006
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大孔径折反射成像系统被广泛应用于机器人导航和安全监控等领域。首先分析了超大视场光学系统六阶 波像差理论应用于非球面光学系统的像差计算方法, 随后基于该六阶波像差理论, 构建了非球面大孔径折反射成像 系统像差优化评价目标函数, 并给出了求解这种包含多个光学参量的目标函数的优化算法, 得到优化后的系统结构 参数。最后, 应用所提方法设计了一款工作波段为400~700 nm、最大视场角为120°、 F 数为2.6 且成像质量较好的 光学系统。设计案例的结果表明所提出方法是有效的, 为非球面大孔径折反射成像系统像差优化提供了一种有效 手段。
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4.
照明系统中配光元件反射-吸收损耗的计算
康学亮 , 车昕叡 , 雪瑞 , 王丽 , 张白 , 韦先涛
量子电子学报 2024, 41 (
2
): 257-268. DOI: 10.3969/j.issn.1007-5461.2024.02.008
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在照明光学设计中, 光通量利用率是配光元件的一个重要评价指标。基于菲涅尔公式, 建立了配光元件反 射-吸收损耗的理论模型, 并探讨了其适用范围。利用该模型分别计算了自由曲面平凸透镜和全内反射透镜的反射- 吸收损耗, 并与软件仿真和实验实测的光通量损耗数值进行了对比。研究发现, 该理论模型的计算数值与光学软件 的仿真结果高度相符, 点光源60°平凸准直配光透镜和全内反射透镜的透射率绝对误差分别为0.7% 和0.14%, 考虑 装配误差影响之后, 此数值与实验测量结果也基本匹配。利用本研究所建的反射-吸收损耗模型, 在照明光学设计 中, 无需进行软件仿真和实验测试, 即能快速而精确地预测出各类配光元件在各个光学表面上的反射损耗和材料吸 收损耗, 为配光元件的性能评价、结构选择和优化定型提供参考依据。
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