折衍混合光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在近年來(lái)已經(jīng)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,折衍混合光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。衍射光學(xué)元件的加入讓折衍混合光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的折射光學(xué)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量較輕和長(zhǎng)度較短等優(yōu)點(diǎn),還能改善光學(xué)系統(tǒng)的色散影響。在望遠(yuǎn)鏡、空間光學(xué)遙感儀器、醫(yī)學(xué)成像、紅外夜視等領(lǐng)域有著廣泛的現(xiàn)實(shí)和潛在的應(yīng)用。目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)衍射光學(xué)元件的加工方法和工藝已有許多研究,涉及到單點(diǎn)金剛石車(chē)削法、光刻和離子束刻蝕法、納米壓印法等主要方法。利用光刻法生成的圖形具有高的橫向（X,Y方向）精度,用光學(xué)鍍膜的方式在縱向（Z方向）能夠形成高精度的臺(tái)階,從而形成高精度的衍射結(jié)構(gòu),這正是本文研究的基本技術(shù)路徑。本文從折衍混合光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用需求出發(fā),通過(guò)分析計(jì)算物鏡要求的各項(xiàng)參數(shù),設(shè)計(jì)了一種工作波段在3.7⁴.8μm、焦距64mm和F數(shù)為1.6的中紅外折衍混合物鏡。采用光刻和薄膜沉積工藝把衍射微結(jié)構(gòu)制作在硅平面透鏡上的設(shè)計(jì),比較同樣性能的全折射物鏡,使得系統(tǒng)總重量和總長(zhǎng)度均減少了約40%。對(duì)成像質(zhì)量和公差進(jìn)行了分析,為物鏡的加工誤差給出了技術(shù)參考。制作了透鏡的三片透鏡,在平面硅透鏡上使用光刻和多次薄膜套... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所)上海市

【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

電磁波譜

圖 1.2 傳統(tǒng)硅鍺透鏡 圖 1.3 硫化鋅衍射透鏡Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在羅切斯特大學(xué)發(fā)表的衍射光學(xué)在目鏡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一文中提到，目鏡在很多光學(xué)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，比如娛樂(lè)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)光學(xué)、媒體裝置、軍事系統(tǒng)以及救援裝置等中。由于目鏡經(jīng)常是限制它所在光學(xué)成像裝置成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，這就對(duì)它的設(shè)計(jì)提出來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。現(xiàn)有目鏡設(shè)計(jì)的提升受到了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)變量的嚴(yán)重限制，但隨著衍射光學(xué)這一技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)它來(lái)設(shè)計(jì)目鏡，今天的目鏡成像質(zhì)量得到了很好的提升。衍射光學(xué)的加入為提高大口徑透鏡消色差能力、減小目鏡的表面曲率、減少元件數(shù)量、降低重量、節(jié)省成本、增強(qiáng)成像質(zhì)量等方面都帶來(lái)了好處，這是傳統(tǒng)折射目鏡設(shè)計(jì)所無(wú)法企及的[9]。因?yàn)榭讖焦怅@在目鏡外，元件的直徑隨著視場(chǎng)角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不變。對(duì)傳統(tǒng)目鏡的進(jìn)一步設(shè)計(jì)被認(rèn)為是不會(huì)有任何進(jìn)展的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)目鏡固

圖 1.2 傳統(tǒng)硅鍺透鏡 圖 1.3 硫化鋅衍射透鏡Figure 1.2 Conventional doublet Figure 1.3 Zinc sulfide hybrid在羅切斯特大學(xué)發(fā)表的衍射光學(xué)在目鏡設(shè)計(jì)中的應(yīng)用一文中提到，目鏡在很多光學(xué)系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，比如娛樂(lè)系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)光學(xué)、媒體裝置、軍事系統(tǒng)以及救援裝置等中。由于目鏡經(jīng)常是限制它所在光學(xué)成像裝置成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，因此，這就對(duì)它的設(shè)計(jì)提出來(lái)了極大的挑戰(zhàn)�，F(xiàn)有目鏡設(shè)計(jì)的提升受到了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)變量的嚴(yán)重限制，但隨著衍射光學(xué)這一技術(shù)的發(fā)展，通過(guò)它來(lái)設(shè)計(jì)目鏡，今天的目鏡成像質(zhì)量得到了很好的提升。衍射光學(xué)的加入為提高大口徑透鏡消色差能力、減小目鏡的表面曲率、減少元件數(shù)量、降低重量、節(jié)省成本、增強(qiáng)成像質(zhì)量等方面都帶來(lái)了好處，這是傳統(tǒng)折射目鏡設(shè)計(jì)所無(wú)法企及的[9]。因?yàn)榭讖焦怅@在目鏡外，元件的直徑隨著視場(chǎng)角的增大而增大，然而眼睛接收的能力保持不變。對(duì)傳統(tǒng)目鏡的進(jìn)一步設(shè)計(jì)被認(rèn)為是不會(huì)有任何進(jìn)展的，因?yàn)閭鹘y(tǒng)目鏡固

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]折/衍混合大視場(chǎng)消熱差紅外雙波段光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 陶郅,王敏,肖維軍,郭王凱.  光子學(xué)報(bào). 2017(11)
[2]曲面基底衍射光學(xué)元件的激光直寫(xiě)技術(shù)[J]. 姜俊,劉晉橋,徐穎,于顏豪.  中國(guó)激光. 2017(06)
[3]用于太空望遠(yuǎn)鏡的大口徑薄膜菲涅爾衍射元件[J]. 張健,栗孟娟,陰剛?cè)A,焦建超,劉正坤,徐向東,付紹軍.  光學(xué)精密工程. 2016(06)
[4]基于衍射元件的長(zhǎng)焦距中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 吳耀,陳利,熊濤,張建明.  光學(xué)與光電技術(shù). 2016(03)
[5]適用于微小衛(wèi)星平臺(tái)的小型可見(jiàn)光相機(jī)設(shè)計(jì)[J]. 陳永和,陳洪達(dá),傅雨田.  紅外與激光工程. 2015(07)
[6]折衍混合系統(tǒng)在無(wú)熱化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 林青,王坤,林燦,魏敏,劉倩.  紅外技術(shù). 2015(06)
[7]折衍射混合中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 王臻.  激光雜志. 2015(02)
[8]新型輕量化可見(jiàn)光光譜儀成像系統(tǒng)研究與分析[J]. 沈滿(mǎn)德,李飛,周利兵,李程,任歡歡,姜清秀.  光譜學(xué)與光譜分析. 2015(02)
[9]衍射光學(xué)元件的加工工藝及其在各種光譜鏡頭中的應(yīng)用[J]. 程習(xí)敏,白瑜,謝偉民,邢廷文,林嫵媚.  光電技術(shù)應(yīng)用. 2014(02)
[10]45倍中波紅外連續(xù)變焦光學(xué)系統(tǒng)（英文）[J]. 周昊,劉英,孫強(qiáng),李淳,張曉龍,黃劍波.  紅外與毫米波學(xué)報(bào). 2014(01)

碩士論文
[1]基于紫外壓印的二元光學(xué)器件制備方法研究[D]. 羅軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]基于衍射元件制作誤差分析的激光寫(xiě)入策略?xún)?yōu)化技術(shù)研究[D]. 李鎂鈺.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[3]衍射光學(xué)元件金剛石單點(diǎn)車(chē)削加工技術(shù)研究[D]. 賀靜.長(zhǎng)春理工大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3456492