光子篩優(yōu)化設計及仿真研究.pdf

1、本研究論文對光子篩這一新型光學元件做了深入的探討。光子篩是一種新型的衍射光學元件。它可以對軟X射線和極紫外光(EUV)進行聚焦，其聚焦光斑直徑非常小，具有超瑞利衍射極限的聚焦特性；能有效抑制波帶片聚焦時的高階衍射和旁瓣效應；體積小，重量輕。可被應用于X射線顯微鏡替代波帶片成為關鍵元件，應用于光刻、超大孔徑空間望遠鏡、自動導航裝置的仿生眼、THz波全息術等。本文對光子篩做了比較系統(tǒng)的研究，其研究內(nèi)容和創(chuàng)新之處可概括為以下幾點： 1

2、、光子篩成像理論分析。利用菲涅爾-基爾霍夫標量衍射理論對遠場下的光子篩進行聚焦分析，推導了光子篩單個微孔成像表達式，并對此表達式進一步進行討論，提出光子篩微孔位置及微孔孔徑大小的優(yōu)化方法。 2、光子篩仿真模擬。仿真出了傳統(tǒng)振幅型光子篩示意圖，及其在聚焦平面上的成像模擬圖；優(yōu)化了光子篩微孔分布個數(shù)，并做了仿真；探究了微孔孔徑與環(huán)帶帶寬比值變化對聚焦光強的影響；進一步討論了光子篩設計參數(shù)改變時，對聚焦特性的影響。 3、提出了

3、相位型光子篩的設計。為進一步提高光子篩的衍射效率，我們設計了相位型光子篩，理論分析和仿真結(jié)果相吻合，相位型光子篩的設計使得光強增大為原來的四倍。 4、提出了多波長聚焦功能光子篩的設計。對光子篩的色散特性做了分析評價，在器件上分環(huán)形區(qū)域刻寫光孔，設計了多波長聚焦的光子篩，實現(xiàn)對不同波長同時聚焦，成像效果較好。該設計還可以運用于可見光-紅外組合光學系統(tǒng)中。 5、提出了光子篩-軸向掃描光學系統(tǒng)設計。對光子篩振動做了ANSYS分