导读:本文包含了二元光学元件论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光学,元件,算法,磁控溅射,信标,光通信,等离子体。
二元光学元件论文文献综述
李林,郑贵阳,吕鑫燚[1]（2019）在《基于二元光学元件的HMD折/衍混合目镜设计》一文中研究指出针对应用传统Erfle目镜的HMD光学系统的小型化和轻型化的发展需求,设计了一种改进的可应用于HMD光学系统的目镜。从HMD光学系统原理与设计参数两方面分析了对HMD系统进行改进的可行性;阐述了HMD系统应用BOE的优势;设计了一种基于BOE的折/衍混合目镜,并与传统Erfle目镜进行了对比分析。结果表明,设计的折/衍混合目镜可以使HMD光学系统体积、质量更小,结构更紧凑,成像质量更高。(本文来源于《指挥控制与仿真》期刊2019年05期）
马泽斌[2]（2017）在《基于双层二元光学元件的光学镜头设计》一文中研究指出随着光电技术的发展,光机电一体化成为趋势,要求光学系统做到集成化、阵列化、小型化,二元光学元件以其独特的性能受到青睐。由于双层二元光学元件不仅拥有单层二元光学元件重量轻、独特的色散性能等优点,而且可以在宽光谱范围内达到较高衍射效率,它代表了二元光学元件或者是衍射光学元件的一个重要发展方向。本文基于标量衍射理论,详细介绍了单层二元光学元件衍射效率、双层二元光学元件衍射效率与波长的关系。双层二元光学元件可以在宽光谱范围内达到高衍射效率,但它的加工误差和装调误差比较复杂。本文讨论了在加工双层二元光学元件时可能产生的台阶高度误差、周期误差、套刻误差对双层二元光学元件衍射效率的影响。环带面倾斜误差、中心对准误差、片层倾斜误差对双层二元光学元件衍射效率的影响很大,但国内外尚无报道,本文分别将含这叁种误差的双层二元光学元件转化为透过率函数,再将其进行傅里叶变换,在系统分析误差对双层二元光学元件衍射效率影响的核心问题上进行了尝试。建立了一个综合误差分析模型,能够实现多种误差自动融合分析,为后续开展双层二元光学元件的研究提供了技术支撑。分别设计了一款含单层和双层二元光学元件的光学系统。对比分析表明:含双层二元光学元件的光学系统在宽光谱范围内的衍射效率理论上可达99%,考虑各种加工和装调误差,衍射效率可达96.8%;而单层二元光学元件的光学系统衍射效率理论上只能达到89.6%。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)》期刊2017-05-01）
王磊,窦健泰,马骏,袁操今,高志山[3]（2017）在《基于迭层衍射成像的二元光学元件检测研究》一文中研究指出本文提出了一种基于迭层衍射成像(ptychography)的二元光学元件的检测方法,该方法可实现对二元光学元件表面微观轮廓的检测以及特征尺寸的标定.相比于传统的二元光学元件检测方法,其使用无透镜成像技术,简化了系统结构并可适用于特殊环境下的检测.该方法可直接通过采集多幅衍射图,利用迭层衍射成像迭代算法可精确地复原大尺寸待测元件的表面微观轮廓,提高大尺寸器件的检测效率.本文模拟仿真了台阶高度与噪声大小对纯相位台阶板复原结果的影响,并在光学实验中选取计算全息板为样品,复原样品的表面微观轮廓信息以及得到台阶高度.以白光干涉仪检测结果为标准,该方法在精度要求不太高的前提下,可获得令人满意的成像质量.(本文来源于《物理学报》期刊2017年09期）
李豪伟[4]（2015）在《基于透明陶瓷的二元光学元件的设计与制作》一文中研究指出二元光学元件不仅是制造微光机电系统的关键元器件,而且是制造小型光电子系统的关键元器件。它不仅具有尺寸小、性价比高等优点,并且能够实现普通光学元器件难以实现的阵列、转换、成像和集成等新功能。随着科学技术的迅猛发展,二元光学元件已显示出越来越重要的应用价值和广阔的应用前景,同时对二元光学元件的加工与应用提出了越来越高的要求。透明陶瓷凭借其出众的物理化学性能,具有和玻璃相比拟的优异光学性能,成为材料领域研究的新宠,已显现出良好的应用前景和重要作用,其应用领域也在不断为人们所开拓。本论文针对二元光学元件的众多优点之一——宽广的材料可选性,展开探索性研究,尝试以透明陶瓷为基底材料来代替常见的基材,制作二元光学元件。目前常见的二元光学元件基材有硅片、玻璃等,它们有着各自的优点,但在日常使用中也暴露一定的不足。透明陶瓷拥有高强度、耐高温、耐酸碱腐蚀等特性,在多波段、宽光谱内拥有良好的透明性,即使在远红外区仍有80%的直线透过率。用透明陶瓷作为元件基底材料,能够使得光学元件在更为复杂、苛刻的环境中发挥作用,拓宽了二元光学元件的应用范围。鉴于透明陶瓷固有的特性,本文采用“加法”和“减法”两种方案进行研究。“加法”方案中,鉴于透明陶瓷耐酸碱腐蚀的特性,结合光刻中的“加法”工艺,首先通过磁控溅射镀膜技术在透明陶瓷表面溅射一层金属膜。金属膜与透明陶瓷结合牢固。借助数字微光刻技术和接触式光刻技术实现元件结构的转印,使得元件留在金属膜层。这样既使得二元光学元件能够发挥作用,又让透明陶瓷的优异特性得以保留。“减法”方案用于进一步探索。借助感应耦合等离子体刻蚀系统,以金属膜层为硬掩模,进一步刻蚀透明陶瓷。另外,采用飞秒激光直接在透明陶瓷本体表面烧蚀二元光学元件。本文采用多种二元光学元件进行实验,包括一维光栅、正交光栅、达曼光栅、方形波带片和菲涅耳波带片等基本元件,同时也有自主设计的、由电脑编程实现的二元全息图和涡旋光束元件。从多方面验证了以透明陶瓷制作二元光学元件的可行性。借助光学轮廓仪和显微镜对实验结果进行分析,并重现了样品元件的衍射图样。(本文来源于《南昌航空大学》期刊2015-06-07）
虎将[5]（2015）在《折衍二元光学元件模压技术研究》一文中研究指出在红外成像系统中加入衍射光学元件,不但可以达到减小系统体积和重量的目的,而且还可使系统具有独特的消色散和消热差功能。目前,红外衍射光学元件主要采用单点金刚石车削技术进行加工,国内此类元件还未实现批量化生产和大规模应用。因此研究新的技术工艺进行红外衍射元件的批量化制造显得尤为重要。据此,本论文提出了模压法制造衍射光学元件技术。论文研究的模压法制造红外衍射光学元件的主要工艺流程为：在匀热的真空环境中,首先使用硬质模具对受热软化的红外玻璃加压,并在保持合适时长后撤去压力,最终经过设定的退火降温程序后得到衍射红外光学元件。模压红外玻璃使用的硬质模具为单点金刚石车削得到的Si模具。此外论文还研究了,使用此Si模具作为母版,采用微模压技术,将母版的衍射微结构转移到SiC基底的环氧树脂抗刻蚀层上,然后通过ICP刻蚀,将衍射微结构转移至基底上制作出硬度更高、寿命更长的SiC模具。在SiC模具制造部分,论文研究分析了聚合物抗蚀层微结构的模压成型和ICP刻蚀转移微结构的工艺参数。在聚合物抗蚀层微结构的模压成型部分,论文研究分析了热压法、软模压法以及不同的聚合物材料对微结构模压成型结果的影响。实验表明：在室温下,使用PDMS软模具对环氧树脂抗蚀层进行软模压,经过24小时固化后,微结构完整,轮廓尺寸符合要求,误差保持在0.03%以下,表面粗糙度6-8nm。在ICP刻蚀转移微结构部分重点研究了不同的工艺参数对刻蚀比和刻蚀速率的影响。实验表明：在SF6流量为60sccm、O2流量2sccm、ICP功率1000w、偏置功率40w、温度30℃、反应压强30mTorr的参数下,SiC刻蚀速率为118.67nm/min。环氧胶刻蚀速率为329.90nm/min。SiC和双酚A主份的环氧树脂的刻蚀比为1：2.78。此刻蚀速率和刻蚀比适于对微结构的刻蚀转移。在硫系红外玻璃模压部分,论文研究分析了不同的模压温度和加热方式对模压结果的影响。实验最终确定模压参数,模压部分分为升温过程和降温过程。升温过程为：首先由室温经过40min升温至200℃并保温20min,然后经过40min升温至350℃保持20mmin,最终再经40min升温到至430℃后加压9.6kg并保持30min。降温过程为：首先随炉冷却至350℃保持2小时以消除应力,再经过6小时后炉温由350℃降至110℃,此时开炉取出样片。实验结果良好：红外玻璃填充完全,微结构完整,经接触式测量仪测量所得衍射微结构尺寸符合要求,误差在0.03%以下,粗糙度在8-10nm。(本文来源于《西安工业大学》期刊2015-05-25）
李淼,唐建波,刘俭[6]（2013）在《基于模拟退火原理的二元光学元件设计改进GS算法》一文中研究指出为了减小二元光学元件计算机优化设计的计算量,并使设计结果逼近全局最优解,通过在传统的GS算法中引入模拟退火原理,使改进算法在保持GS算法优点的同时获得了全局寻优能力。采用改进算法和GS算法进行了计算机仿真实验,通过将高斯光束分别整形为振幅呈中心对称分布的方形光斑和振幅任意分布的北京奥运会会徽图案,验证了改进算法具有收敛速度快、计算量小、对初始值敏感性低并且抗局部极值能力强的优点,在二元光学计算机优化设计中具有很好的应用前景。(本文来源于《舰船电子工程》期刊2013年10期）
郭宸孜[7]（2013）在《卫星光通信中基于二元光学元件的信标光发射技术研究》一文中研究指出卫星光通信，是一种利用激光作为信息载体，以自由空间作为信道，通过对激光信号的发射和接收来实现通信目的的通信形式。卫星光通信相对于微波通信等其它通信方式所具备的显着优势，如高速的数据传输率、优良的保密性能，广泛的应用环境，使之成为高速有效的卫星通信手段，近年来更加成为各国积极投入研究的领域。作为卫星光通信系统中的首选光源，半导体激光器因其小巧简单的体积结构，较窄的线宽和电光转换效率等优点而倍受青睐。然而，半导体激光器出射的光束质量并不理想，其光束发散角较大，且水平和垂直方向的束腰不在同一位置（即存在固有像散），不能直接应用于卫星光通信中。因此在发射端，我们有必要对输出光束进行准直圆化校正。鉴于当前先进的卫星光通信系统中，一般采用带尾纤输出的半导体激光器（如瑞士的OPTEL系列终端），因此对半导体激光器输出光束的优化则集中体现在准直（即压窄束散角）的过程上。本文主要针对卫星光通信系统中常用的信标光光源——810nm尾纤型半导体激光器，设计可准直其发散角到目标参数的二元光学元件（BOE）。我们首先根据设计要求，建立了准直前后的光场模型，从而基于标量衍射理论和GS算法恢复出准直二元光学元件（准直BOE）的相位，在此基础上仿真研究了输入光束的离焦、量化阶数、刻蚀误差等因素对准直效果和衍射效率的影响，随后基于光线追迹理论对标量设计结果进行拟合验证，并考虑加工误差对准直效果的影响，具体工作如下：1)根据设计要求建立BOE的输入和输出分布模型，在标量衍射理论的基础上，选择GS算法建立BOE面上的输入输出变换，进行准直BOE的相位求解。2)评价准直BOE的设计效果，并仿真分析输入光束的横向偏移、角偏移以及离焦情形下，准直输出光场特性的变化。3)基于光线追迹模型，对标量设计结果进行仿真验证，并进行工艺参数分析。4)仿真研究BOE的量化阶数和加工误差等非理想因素对准直BOE的相位和输出光场特性的影响。光束准直系统是卫星光通信发射端的关键构架，其设计优劣将直接影响到卫星光通信系统的性能，因而显得尤为重要。本文的研究工作为准直系统的小型化，消像差提供了重要理论与实验依据，为卫星光通信系统性能优化打下基础。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-07-01）
李宣娇[8]（2013）在《卫星光通信中基于二元光学元件的信标光接收技术研究》一文中研究指出卫星光通信（Inter-satellite Optical Communications，IOC）是一种以激光作为信息载体在卫星间进行高速数据传输的通信方式。随着通信技术向高速率、大容量的发展，IOC已成为现代大容量空间通信领域的一个重要研究方向，越来越多的国家相继开展了该方向的研究，其中实现光通信终端的小型化、轻量化的设计一直是卫星光通信的研究热点。由于二元光学元件（BOE，BinaryOptical Element）具有体积小、重量轻、易于复制等诸多优点，将该技术应用到IOC系统中也逐渐引起了重视。本文以IOC信标光接收系统为研究对象，提出了用BOE替代传统的信标光接收聚焦系统，设计了一种BOE可实现将信标光束聚焦到CCD位置探测器，并根据捕获、跟踪中信标光聚焦光学系统的设计指标评价了元件性能。基于标量衍射理论，利用改进的算法AA算法设计了聚焦BOE的相位函数，并对设计得到的相位函数进行了仿真验证，分析了光束入射角对其输出光场的影响。结合几何光线追迹方法，以标量衍射方法设计的BOE相位函数为初始结构，对聚焦BOE进行了优化设计，给出了设计结果和工艺参数，并分析了不同视场角下BOE的光学性能。结果表明该方法设计得到的聚焦BOE在1°视场的应用条件下具有良好的成像质量。针对设计的聚焦BOE，本文结合极坐标激光直写加工工艺，仿真分析了刻蚀台阶数、刻蚀深度误差和台阶宽度误差对元件输出光场的影响，为加工高性能BOE元件打下理论基础。本文的研究工作对推导IOC接收光学系统向小型化和轻量化的发展具有重要意义。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2013-07-01）
韩雪冰,刘华,张文静,朴景利,张有林[9]（2013）在《二元光学元件在微光夜视物镜中的应用研究》一文中研究指出利用二元光学元件独特的色差特性,将其引入到微光夜视物镜中,得到视场为12.2°、相对孔径为1.507、焦距为84.375mm、长度为88mm、而重量仅为83.5g的光学系统。针对衍射元件衍射效率对系统像质的影响,对系统的传递函数进行了修正。相对于传统光学系统,该系统不仅成像质量高,而且尤为轻便,非常适合军用步枪瞄准器等对重量要求苛刻的小型微光夜视仪的使用。(本文来源于《长春理工大学学报(自然科学版)》期刊2013年Z1期）
翁永超[10]（2012）在《新型二元光学元件光束整形特性研究》一文中研究指出二元光学元件在激光光束整形技术、光谱分析技术等领域具有重要的应用前景。本论文介绍了目前几种常用的激光匀束系统和设计方法,以及一些用于抑制高级衍射的手段后,针对中国科学院微电子研究所纳米加工与新器件集成实验室拥有的355nm波长紫外激光器的光束特性及实际用途,以二元光学理论为基础,相继设计并制备了能够改善激光波前均匀性的阵列光子筛匀光器及提高光谱系统的信噪比与精密度的准正弦反射式单级衍射光栅。在理论上研究了二元光学元件对激光波面的整形作用及一些用于实现二元光学元件设计的计算方法。根据二元光学理论分别设计了两种新型二元光学元件：阵列光子筛匀光器和准正弦反射式单级衍射光栅。针对阵列光子筛匀光器使用波长及主焦距编写程序计算单元阵列光子筛参数,根据计算数据,使用MATLAB软件对匀光器进行仿真模拟,再使用LEDIT软件绘制版图并加工制作。选择以光子筛为基本单元的阵列形式,对实验室355nm波长的激光器进行匀光,设计元件尺寸为50.9mm×50.9mm,阵列数目为300×300,单元最外环孔径为2.318um,主焦距lmm。利用集成电路格式数据处理LEDIT软件绘制相应的QSRG图形,并生成电子束曝光的GDSII格式文件,采用微电子平面制版工艺加工制作成准正弦反射式单级衍射光栅。准正弦反射式单级衍射光栅单个栅条分成多个方形单元,这些单元沿x轴按正弦函数分布,可沿着y轴独立随机的移动,图形的整体尺寸为8mm×8mm,由40um×40um的方形单元组成,最小结构尺寸为20um。采用显微镜来观察元件的形貌,再分别对两种元件进行实验验证。实验结果证明：阵列光子筛匀光器能够有效改善激光波前的均匀性,准正弦反射式单级衍射光栅能够有效抑制高级衍射。(本文来源于《长春理工大学》期刊2012-06-01）
二元光学元件论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着光电技术的发展,光机电一体化成为趋势,要求光学系统做到集成化、阵列化、小型化,二元光学元件以其独特的性能受到青睐。由于双层二元光学元件不仅拥有单层二元光学元件重量轻、独特的色散性能等优点,而且可以在宽光谱范围内达到较高衍射效率,它代表了二元光学元件或者是衍射光学元件的一个重要发展方向。本文基于标量衍射理论,详细介绍了单层二元光学元件衍射效率、双层二元光学元件衍射效率与波长的关系。双层二元光学元件可以在宽光谱范围内达到高衍射效率,但它的加工误差和装调误差比较复杂。本文讨论了在加工双层二元光学元件时可能产生的台阶高度误差、周期误差、套刻误差对双层二元光学元件衍射效率的影响。环带面倾斜误差、中心对准误差、片层倾斜误差对双层二元光学元件衍射效率的影响很大,但国内外尚无报道,本文分别将含这叁种误差的双层二元光学元件转化为透过率函数,再将其进行傅里叶变换,在系统分析误差对双层二元光学元件衍射效率影响的核心问题上进行了尝试。建立了一个综合误差分析模型,能够实现多种误差自动融合分析,为后续开展双层二元光学元件的研究提供了技术支撑。分别设计了一款含单层和双层二元光学元件的光学系统。对比分析表明:含双层二元光学元件的光学系统在宽光谱范围内的衍射效率理论上可达99%,考虑各种加工和装调误差,衍射效率可达96.8%;而单层二元光学元件的光学系统衍射效率理论上只能达到89.6%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
二元光学元件论文参考文献
[1].李林,郑贵阳,吕鑫燚.基于二元光学元件的HMD折/衍混合目镜设计[J].指挥控制与仿真.2019
[2].马泽斌.基于双层二元光学元件的光学镜头设计[D].中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所).2017
[3].王磊,窦健泰,马骏,袁操今,高志山.基于迭层衍射成像的二元光学元件检测研究[J].物理学报.2017
[4].李豪伟.基于透明陶瓷的二元光学元件的设计与制作[D].南昌航空大学.2015
[5].虎将.折衍二元光学元件模压技术研究[D].西安工业大学.2015
[6].李淼,唐建波,刘俭.基于模拟退火原理的二元光学元件设计改进GS算法[J].舰船电子工程.2013
[7].郭宸孜.卫星光通信中基于二元光学元件的信标光发射技术研究[D].哈尔滨工业大学.2013
[8].李宣娇.卫星光通信中基于二元光学元件的信标光接收技术研究[D].哈尔滨工业大学.2013
[9].韩雪冰,刘华,张文静,朴景利,张有林.二元光学元件在微光夜视物镜中的应用研究[J].长春理工大学学报(自然科学版).2013
[10].翁永超.新型二元光学元件光束整形特性研究[D].长春理工大学.2012
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