方形孔徑平面微透鏡陣列的折射率分布研究.pdf

1、隨著科技的的發(fā)展，微型化、輕量化、陣列化、集成化和智能化是光學(xué)元器件發(fā)展的方向。伴隨著平面微透鏡陣列的制作技術(shù)日益成熟，通過(guò)這種方法制作的掩埋式平面微透鏡陣列，不僅光學(xué)性能均勻性好，而且陣列排列整齊。在聚光、成像、準(zhǔn)直、分路、變折方面顯示出良好的光學(xué)特性;同時(shí)由于單元透鏡直徑小，密度高，可實(shí)現(xiàn)信息的大容量、多通道并行處理。
　　 方形孔徑平面微透鏡陣列是通過(guò)采用離子交換技術(shù)制作出的一種密集的、規(guī)則排列的、光性均勻的新型透鏡-徑向

2、變折射率透鏡，這種新的光學(xué)微加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)元件的尺寸由毫米量級(jí)向微米量級(jí)的發(fā)展，是光學(xué)元器件從經(jīng)典光學(xué)發(fā)展到微小光學(xué)的重要標(biāo)志。由于徑向變折射率透鏡具有焦距短、數(shù)值孔徑大、尺寸小、分辯率高和使用方便等特點(diǎn)，在光信息傳輸、光信息處理、光纖傳感和光計(jì)算技術(shù)中都有廣泛的應(yīng)用。
　　 本文著重對(duì)方形孔徑平面微透鏡陣列制作中離子交換的基本理論以及折射率分布規(guī)律進(jìn)行了細(xì)致的研究，通過(guò)光刻離子交換工藝在特制的玻璃基片上制備出平面微透鏡陣

3、列——方形孔徑平面微透鏡陣列，其光學(xué)填充率可接近100％。我們對(duì)離子交換擴(kuò)散內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行細(xì)致的分析討論，得到了影響平面微透鏡陣列的光學(xué)性能的折射率參數(shù)的分布規(guī)律，為該類變折射率透鏡陣列的制作和應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
　　 首先，在理論上，我們以點(diǎn)源擴(kuò)散模型作為理論基礎(chǔ)，分析了離子熱擴(kuò)散的規(guī)律。利用離子濃度分布與折射率分布變化關(guān)系得到平面微透鏡陣列折射率分布解;然后通過(guò)離子交換擴(kuò)散方程分析方形孔徑平面微透鏡陣列經(jīng)離子交換后的折射率分布;最