隨著人類文明的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步,人們對(duì)體積輕薄、性能優(yōu)越的便攜式或易穿戴的光學(xué)設(shè)備或系統(tǒng)的需求與日俱增,這大大提升了對(duì)光學(xué)平面元件的要求。然而,基于衍射光學(xué)和薄膜光學(xué)的平面元件其功能有限、單一且難以集成,難以滿足應(yīng)用需求。人工微結(jié)構(gòu)材料平板透鏡因具有可在微納尺寸控制光束傳輸?shù)奶攸c(diǎn),已成為微納光學(xué)的研究熱點(diǎn)。目前有關(guān)人工微結(jié)構(gòu)材料平板透鏡的研究主要圍繞聚焦或成像質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化,其尺寸或性能往往難以滿足在無損檢測(cè)、復(fù)雜光波調(diào)控等方面的應(yīng)用。本文針對(duì)人工微結(jié)構(gòu)材料平板透鏡的應(yīng)用需求和目前該類平板透鏡難以滿足無損檢測(cè)等特殊領(lǐng)域的應(yīng)用的矛盾,在人工微結(jié)構(gòu)平板透鏡設(shè)計(jì)及光學(xué)特性方面開展了一些研究工作,主要工作如下:1.設(shè)計(jì)了一種大物距超分辨率平板透鏡并研究了其成像特性。首先,利用負(fù)折射理論研究了梯度等效介質(zhì)（GEM）平板透鏡的成像,研究結(jié)果表明GEM平板透鏡能突破物距限制。然后,基于對(duì)GEM成像特性的分析,我們通過等頻面理論設(shè)計(jì)了一種梯度光子晶體（GPC）平板透鏡。該GPC平板透鏡能在2d到5d物距范圍內(nèi)突破衍射極限,實(shí)現(xiàn)超分辨率成像,5d物距下分辨率可達(dá)0.4λ。此外,該平板透鏡還具有像點(diǎn)尺寸（半... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 人工微結(jié)構(gòu)材料概述
    1.2 人工微結(jié)構(gòu)材料平板透鏡概述
    1.3 人工微結(jié)構(gòu)材料平板透鏡的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超材料平板透鏡的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 光子晶體平板透鏡的研究現(xiàn)狀
        1.3.3 超表面平板透鏡的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文選題意義和主要研究?jī)?nèi)容
第2章 大物距超分辨梯度光子晶體平板透鏡
    2.1 引言
    2.2 光子晶體能帶理論
    2.3 光子晶體中的等頻面理論
        2.3.1 普通均勻介質(zhì)中的斯奈爾定律和等頻面理論
        2.3.2 光子晶體中的等頻面理論
    2.4 普通光子晶體平板透鏡的物距限制
        2.4.1 均勻等效介質(zhì)平板透鏡與普通光子晶體平板透鏡的等效
        2.4.2 均勻等效介質(zhì)平板透鏡的成像物距限制
    2.5 梯度等效介質(zhì)平板透鏡的大物距點(diǎn)光源成像
        2.5.1 梯度等效介質(zhì)平板透鏡的理論模型
        2.5.2 梯度等效介質(zhì)平板透鏡的大物距超分辨點(diǎn)光源成像
    2.6 梯度光子晶體平板透鏡的大物距超分辨點(diǎn)光源成像
        2.6.1 梯度光子晶體平板透鏡與梯度等效介質(zhì)平板透鏡的等效
        2.6.2 梯度光子晶體平板透鏡的大物距超分辨成像
        2.6.3 梯度光子晶體平板透鏡的離軸成像
    2.7 本章小結(jié)
第3章 雙層超表面平板透鏡的光學(xué)非對(duì)稱傳輸和近無旁瓣亞波長(zhǎng)聚焦
    3.1 引言
    3.2 廣義斯奈爾定律
    3.3 雙層超表面平板透鏡的非對(duì)稱傳輸
        3.3.1 超表面的設(shè)計(jì)
        3.3.2 雙層超表面平板透鏡的非對(duì)稱傳輸
    3.4 雙層超表面平板透鏡的非對(duì)稱聚焦
        3.4.1 非對(duì)稱聚焦的設(shè)計(jì)理論
        3.4.2 雙層超表面平板透鏡的非對(duì)稱聚焦
    3.5 雙層超表面平板透鏡的近無旁瓣亞波長(zhǎng)非對(duì)稱聚焦
        3.5.1 雙層超表面平板透鏡非對(duì)稱聚焦設(shè)計(jì)理論優(yōu)化
        3.5.2 雙層超表面平板透鏡的近無旁瓣亞波長(zhǎng)非對(duì)稱聚焦
    3.6 本章小結(jié)
第四章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所獲獎(jiǎng)勵(lì)


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Multi-band imaging and focusing of photonic crystal flat lens with scatterer-size gradient[J]. 岑源,謝建斕,劉建軍.  Chinese Optics Letters. 2019(08)
[2]廣義斯奈爾定律與聲超表面[J]. 朱一凡,梁彬,程建春.  應(yīng)用聲學(xué). 2018(01)
[3]推導(dǎo)廣義的反射定律和折射定律的兩種方法[J]. 韓璐,王兆娜.  大學(xué)物理. 2013(03)

博士論文
[1]光子晶體中的負(fù)折射現(xiàn)象和各向異性圓形光學(xué)微腔的模式特性分析[D]. 康學(xué)亮.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2010
[2]超常介質(zhì)的電磁特性及其應(yīng)用研究[D]. 張輝.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2009
[3]用右手、左手材料制成的光子晶體的光學(xué)特性的研究[D]. 翦知漸.湖南大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3184438