發(fā)布時間：2022-09-29 12:15

　　近年來,太赫茲波因其光子能量低、對非極性非金屬材料穿透性強(qiáng)等優(yōu)越的性能而備受研究者關(guān)注,太赫茲成像技術(shù)也因此得到了快速發(fā)展,并逐漸應(yīng)用于各個領(lǐng)域,其中包括醫(yī)學(xué)、化學(xué)工業(yè)、國土安防等。然而,現(xiàn)如今已報道的太赫茲成像系統(tǒng)大多采用體積大、重量大的體式傳統(tǒng)透鏡和反射鏡作為聚焦、成像器件,如球形透鏡、拋物面鏡、非球面透鏡等。此類系統(tǒng)體積龐大,操作復(fù)雜,不易于集成。平面超表面透鏡具有超薄、質(zhì)輕等優(yōu)點(diǎn),將之應(yīng)用到成像系統(tǒng)中,正好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)聚焦、成像器件的不足。本文針對太赫茲波長118.8μm,提出研制一種基于全介質(zhì)超表面透鏡的無限遠(yuǎn)顯微成像系統(tǒng)。本文主要工作如下:（1）介紹太赫茲顯微成像系統(tǒng)的背景、意義以及研究現(xiàn)狀,并結(jié)合該現(xiàn)狀提出本文的研究方向。（2）研究了一種偏振無關(guān)的全介質(zhì)超表面結(jié)構(gòu),利用該超表面結(jié)構(gòu)設(shè)計了無限遠(yuǎn)顯微系統(tǒng)所需的物鏡和筒鏡,其焦距分別為100λ、600λ,數(shù)值孔徑分別為0.95、0.45,并采用矢量角譜衍射方法對其聚焦性能進(jìn)行仿真驗證。（3）采用微納米加工技術(shù)完成超表面透鏡的制備,在太赫茲波長118.8μm,對其聚焦性能進(jìn)行實驗測試:物鏡焦斑在x、y方向的半高全寬分別為0.45... 

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 太赫茲顯微成像國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 太赫茲超表面聚焦透鏡研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究目標(biāo)及內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
2 超表面透鏡及顯微系統(tǒng)的設(shè)計與仿真
    2.1 超表面透鏡設(shè)計和仿真
        2.1.1 光學(xué)超表面結(jié)構(gòu)仿真
        2.1.2 超表面透鏡設(shè)計
        2.1.3 超表面透鏡仿真
    2.2 無限遠(yuǎn)顯微系統(tǒng)設(shè)計
    2.3 無限遠(yuǎn)顯微系統(tǒng)理論仿真
        2.3.1 點(diǎn)光源成像仿真
        2.3.2 復(fù)雜圖形成像仿真
        2.3.3 光柵衍射條紋成像仿真
    2.4 本章小結(jié)
3 超表面透鏡的加工與測試
    3.1 超表面聚焦透鏡制備
        3.1.1 超表面透鏡加工版圖繪制
        3.1.2 超表面透鏡制備
    3.2 超表面聚焦透鏡測試
        3.2.1 超表面透鏡測試平臺
        3.2.2 超表面透鏡測試結(jié)果及分析
    3.3 本章小結(jié)
4 無限遠(yuǎn)顯微成像系統(tǒng)的搭建和測試
    4.1 無限遠(yuǎn)顯微成像系統(tǒng)
    4.2 無限遠(yuǎn)顯微成像系統(tǒng)測試
        4.2.1 字母樣品顯微成像
        4.2.2 光柵衍射條紋顯微成像
    4.3 本章小結(jié)
5 工作總結(jié)和展望
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀碩士學(xué)位論文期間發(fā)表的論文目錄
    B.學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]太赫茲波無損檢測技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 梁達(dá)川,關(guān)松.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2018(06)
[2]石墨烯太赫茲調(diào)制器及330GHz無線通信系統(tǒng)[J]. 劉海濤,文岐業(yè),楊青慧,陳智,孫丹丹,田偉,張懷武.  太赫茲科學(xué)與電子信息學(xué)報. 2014(04)
[3]0.14THz高分辨力成像雷達(dá)信號處理[J]. 成彬彬,江舸,楊陳,蔡英武.  強(qiáng)激光與粒子束. 2013(06)
[4]太赫茲共焦掃描顯微成像研究進(jìn)展[J]. 李琦,丁勝暉,姚睿,王騏.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2010(08)



本文編號：3682573