一、斜入射消色差相位延迟器原理（论文文献综述）
孙雪倩[1]（2021）在《灵巧型偏振/强度共口径光学成像系统的研究》文中研究指明在传统光电成像技术的研究中,光电探测主要是采集目标的反射光强度与光谱信息,如传统的强度成像、多光谱成像、高光谱成像等方法。传统成像方法获取的目标信息单一,且易受到环境因素影响。随着偏振成像技术的发展,弥补了传统成像方法的不足。偏振成像技术能够采集目标的偏振特性信息,包括目标光波的振幅、波长、相位等特有属性,含有丰富的细节与纹理信息,且不易受到温度、雾霾等因素限制。但偏振探测技术也存在着固有缺陷,由于偏振元件对光能量的衰减,当目标处于光照度较低的背景环境下,图像的对比度下降,甚至淹没目标,因此复杂背景下的目标探测已经成为当今亟待解决的研究难题。本文提出一种灵巧型偏振、强度共口径光学成像系统,不仅解决了传统成像方式获取信息单一的问题,也解决了偏振成像技术损失目标光强度的问题。论文的主要内容及创新点可归纳如下:首先,针对分焦平面偏振成像系统的成像精度进行深入分析,定义串扰参量,建立串扰与噪声条件下的高精度偏振矢量传输矩阵,推导包含串扰量、消光比、传感器噪声、光电子数、目标光参数及系统偏振成像精度的多物理量耦合作用数学模型。结合带有约束的矩阵最小二乘法,为相机的非均匀性响应提供校正参数。分析成像系统的误差来源,调研相关的误差校正方法。搭建polarcam像素级偏振相机校正平台进行实验,对采集的图像分别进行非均匀性噪声、盲元噪声以及瞬时视场误差的校正。其次,采用矢量法对偏振成像系统的核心器件——金属纳米线栅阵列进行优化仿真,通过对线栅的线宽、线高、占空比、衍射距离、材质及面型的仿真结果探究线栅关键参数对光学串扰的影响,设计最优化光栅阵列。针对芯片式纳米线栅阵列与探测器焦面的固有间隙,提出一种基于中继成像式的偏振调制方法,利用双远心光路的共轭关系,将偏振线栅阵列置于共轭点上,将大尺寸的偏振元件与小尺寸的传感器相配合,在降低光学串扰的同时,保证系统的空间分辨率不变。搭建大尺寸中继成像式光路消光比测量平台,采用蒙特卡洛法分别仿真两种光路结构下光学串扰对成像精度的影响,验证了中继成像式偏振调制方案的可行性。最后,由于偏振成像方式的固有缺陷——损失目标光强度,致使偏振图像的背景信息模糊、昏暗,不利于对目标的分析。本文提出一种双模式共口径光学成像系统,通过灵活控制不同种类的滤光片切入光路,根据实际需求实现多种模式的成像。通过对异源图像的融合,实现异源信息的互补,提高图像的信息熵与目标信噪比。搭建强度、偏振异源图像采集平台,将得到的偏振度图像、无损强度图像基于改进后视觉显着图与非降采样轮廓变换的方法进行融合实验,并对最终的融合图像进行质量评价。综上所述,本文结合工程实践,设计了一种灵巧型偏振/强度共口径光学成像系统,在现有的分焦面式偏振成像系统结构基础上,通过对光学系统的误差校正,提升了系统的成像精度;通过对金属纳米线栅单元的参数优化,抑制了系统光学串扰的强度;通过对调制方案以及光路结构的设计,使新的光电系统能够适应多种探测环境;通过对异源图像融合算法的改进,提高了算法的精度以及算法稳定性。这一系列的研究对高精度、高稳定性、多模式机载光电成像系统提供了重要的理论基础,对机载光电探测领域的发展具有重要的理论研究及实际工程应用价值。
张飞[2]（2020）在《基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究》文中研究指明电磁波是现代社会最主要的信息载体,但传统电磁波调控技术面临诸多瓶颈难题。超表面作为一种新兴膜层化电磁调控器件,能在平面上实现对电磁波振幅、相位、偏振态、频率等参数的自由调控,为实现轻量化、平面化和集成化的光学器件及系统提供了全新途径。特别的是,相位型超表面在平面成像、光通信、光存储等领域具有重要的应用前景,受到学术界极大的关注,是目前国际上光学和电磁学领域的研究前沿。本文在国家973计划和自然科学基金等项目的资助下,重点针对相位型超表面存在的功能单一、带宽受限、可调性差等问题,提出几何相位和传输相位复合的新原理,通过增加调控自由度,并结合两者在自旋、频率和材料方面的相关性,可有效解决上述瓶颈性问题,对推进超表面基础研究和实用化具有重要的科学及现实意义。本文对基于复合相位调制的超表面电磁调控原理、技术与方法开展了较为系统而深入的研究,其主要研究内容和创新点如下:（1）提出了非对称光子自旋-轨道相互作用新概念,从原理上解决了相位型超表面在圆偏振复用时效率低的问题。在此基础上,提出了两种复杂光场调控方法:其一是柱矢量光束生成与调控方法,可解决传统技术存在的系统复杂、效率低、同轴困难等问题;其二是圆偏振不对称传输与波前调控方法,首次利用单层结构同时实现两种功能,且手性响应的带宽和效率是目前公开报道单层结构的四倍以上,为偏振成像、手性探测等研究提供新自由度。（2）提出了高效率波前调控原理与方法,解决了相位型超表面的带宽受限难题。首先,提出了一种利用表面等离子激元实现高效率窄带波前调控原理;其次,提出了一种通过瞬时电场构建宽带、高效、广角波前调控超表面的逆向拓扑优化方法;最后,提出了一种基于多层结构的高效率宽带色散调控方法。上述研究对光谱成像、大视场高分辨成像、光谱分析等研究具有重要意义。（3）提出了一种基于相变材料和“多原子”结构的多态波前独立调控方法,从原理上解决了可调相位型超表面信息保真度低的问题。设计出可独立调控几何相位和传输相位的亚波长相变单元,通过两者的复合可极大地降低可调超表面的设计难度,且每个单元结构对所有功能均有积极贡献,并由此提出了光子角动量耦合对称切换的概念,在光学加密、保密通信等领域有广泛的应用前景。
张玮茜[3]（2019）在《基于扫频OCT的眼轴及眼前节一体化成像系统研究》文中指出扫频光学相干层析成像技术（Swept Source-Optical Coherence Tomography,SS-OCT）,利用样品组织的背向散射光与参考光之间的低相干干涉,对光谱信号进行反傅里叶变换实现图像深度信息的重构,具有微米级高分辨率、高信噪比、瞬时成像以及非接触式成像等特点,广泛应用于眼科学的临床诊断中,以实现活体眼的快速无创成像。本文探究了扫频OCT的成像原理及其在眼科临床诊疗中的应用,在此基础上提出了眼轴与眼前节一体化成像系统方案,设计并搭建了全光纤扫频OCT成像系统,实现了全范围眼轴长度测量以及眼前节的二维成像;提出了基于深度自适应的全范围迭代补偿算法对各位置的色散进行自动补偿;通过图像增强和定位算法提高了眼部参数的测量精度。论文主要工作如下:1.完成了眼轴及眼前节的一体化成像系统设计,实现了大范围眼轴长度测量（1D）以及眼轴与眼前节的一体化成像（2D）两种成像功能。除全光纤干涉光路外,在光源外部设计K域重采样光路以提高大量程干涉范围内的成像质量,并通过实时显示模块进行成像结果呈现。2.针对OCT系统中存在的色散失配问题,提出了基于深度自适应的全范围迭代补偿算法。根据各深度色散补偿系数与光程差之间的线性关系,通过黄金分割法对少数位置处的信号分辨率寻找最优解,从而拟合全范围内色散补偿系数与深度之间的关系,对成像范围内各位置信号的色散进行自动补偿,提升系统纵向分辨率。3.将傅里叶变换与非局部均值算法相结合,在保留图像完整性的前提下对散斑噪声进行有效抑制。在非局部均值中使用马氏距离对相似度计算方法进行优化,并应用在图像高频分量中,有效避免了图像低频分量的损失。提出中轴临近像素点的双线性差值回归算法,通过眼轴近轴像素点进行双线性拟合,能够实现OCT图像中各层信号的精确定位。该算法在多项客观评价指标和主观视觉效果上均取得了较好的结果。4.搭建了眼轴及眼前节全光纤扫频OCT成像系统,进行了等比例眼模型及生物样品的系列实验。实验结果验证本文设计并搭建的系统可以完整的实现眼轴一维测量以及眼前节横向扫描;所提算法可有效提高一体化成像系统的成像质量。
刘柠林[4]（2019）在《中红外穆勒矩阵椭偏测量系统研究》文中进行了进一步梳理红外材料在固体物理、分子化学、薄膜生长、生物医药和国防等领域应用非常广泛,其光学常数对其功能、性能具有重要意义。作为一种非破坏性、高精度、高灵敏度的测量手段,红外椭偏仪能够实现中红外宽谱段材料光学常数的快速表征,同时还能够获得样品声子振动、自由载流子迁移和分子振动等信息,因此广泛应用于红外薄膜材料的表征。红外穆勒矩阵椭偏仪能够在一次测量过程中获得样品的全部穆勒矩阵元素,因此在各向异性红外材料的表征中展现出很大优势。本学位论文围绕傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏仪展开研究,主要研究工作及创新点包括:首先,根据红外各向异性薄膜材料测量需求以及中红外穆勒矩阵椭偏仪研究现状,提出傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏测量方法,并提出对消色差延迟器和高消光比偏振器进行设计。其次,建立了傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏仪系统模型,利用条件数对步进式偏振调制的系统配置矩阵进行优化以减小误差传递,提出了适用于该仪器的校准方法,并通过仿真实验验证了系统模型、优化结果和校准方法的可行性与正确性。再次,完成了仪器光学系统设计,设计了适用于中红外波段的消色差相位延迟器,使用双金属线栅偏振片实现了偏振器的高消光比,并完成了仪器结构和控制系统设计。最后,完成了傅里叶变换中红外穆勒矩阵椭偏测量系统的搭建,并利用所研制的仪器对空气和二氧化硅标准薄膜样品进行测量,实现了1.55.5μm薄膜样品的全穆勒矩阵测量,单点测量时间为3min,穆勒矩阵测量精度为±0.06。
司马博羽[5]（2019）在《超构表面电磁色散特性及其应用研究》文中研究指明超构表面也叫人工电磁表面,一般由周期排布的亚波长单元结构组成,是一种具有特定电磁调控功能的二维或准二维平面人工电磁材料结构。其工作原理基于惠更斯原理,通过在分界面上引入具有相位突变特性的电磁单元结构,形成一定的空间相位分布从而对电磁波的传播特性进行灵活地调控。由于整体厚度和单元尺寸都远小于波长所以还具有重量轻、体积小、易于设计等优点。本文主要开展超构表面对空间电磁波进行反射和透射调控时的频率色散特性和空间色散特性的研究和应用工作。通过设计具有特定相频响应特性的超构表面单元结构,并进行一定的空间排布,实现了不同频率响应特性和空间响应特性的电磁波反射和透射调控器件。此外,结合天线阵列网络,利用多层超构表面,还提出了具有特定空间角度响应特性的电磁波散射和透射调控的电磁器件。本文在以下几方面取得了创新性成果:1、采用广义表面边界条件和惠更斯原理,分析了超构表面的电磁色散响应特性。在此基础上,设计了具有滤波器功能的反射式超构表面。所设计的反射式虑波器由单层带金属背板的超构表面组成,采用单元色散工程设计,对相位梯度随频率的变化进行控制,实现了以10GHz为中心频率的窄带反射式滤波。实验和仿真分析均验证了这种新型反射式超构表面在X波段的频选式窄带滤波效果。2、研究了随机散射超构表面单元的相频响应特性及其散射缩减理论。通过对单元色散特性的调控及空间分布的优化,设计实现了反射型频率选择式散射缩减超构表面。采用两种不同的各向异性电磁谐振单元分别实现了针对单极化和双极化的频选式随机散射超构表面。前者通过调整单元结构的几何参数,设计构造了两种结构不同的单元。它们的相频响应曲线满足设计要求,可以作为超构表面的基本单元。后者则只采用了一种各向异性单元结构,通过设计其在x极化和y极化入射情况下的相位色散曲线,以该结构的两个正交的旋转方向构成两个基本单元。随机分布后形成的超构表面,在x极化和y极化入射情况下都具有频率选择式随机散射的功能。在此基础上,进一步将双极化的频选式散射缩减超构表面应用于低散射天线的设计中,将所设计的超构表面与天线相结合,替换天线原来的金属背板,可以降低天线在工作频带外整体结构的背向雷达散射截面,同时保持了工作频带内天线原有的高增益辐射特性。3、分析了透射式电磁超构表面的频率色散特性。在此基础上,设计了中心频带高透射,在两个边带随机散射的超构表面。该超构表面实现了在低频段（7.5 GHz到11.5 GHz）和高频段（12.5 GHz到16 GHz）对入射波形成随机散射,而在中心频点12 GHz附近对入射波进行高透射的功能。可以将其用作新型的天线罩,实现在整个目标频带内的背向雷达散射截面缩减,并同时保持天线工作频带内的高透射性能。4、探讨分析了入射角度选择式多通道反射表面实现方案。结合改进的Van Atta天线阵列结构,设计了入射角度选择式反射超构表面,实现了针对不同入射角度的电磁波,其反射波方向可独立调控的功能。据此方法设计了原型器件,可以对±30°范围（每隔10°）内的入射电磁波,分别实现离散化特定方向的反射波束。这种新型功能器件在无线通信、目标识别、被动检测等方面都具有潜在的应用前景。5、通过采用智能优化算法对双层级联的超构表面进行优化设计,实现了入射角度选择式多通道反射控制平面电磁器件。所设计的多层堆级联超构表面在±40°的入射角度范围内均保持良好的性能。相比于前述Van Atta天线阵的实现方法,该方案结构更加简单,厚度更薄,更容易实现。
岳春云[6]（2019）在《基于相位调控特性的亚波长光栅结构的研究》文中认为随着半导体技术的不断发展,亚波长光栅作为重要的光学功能元件,在光学领域得到了广泛的应用。亚波长光栅是由光栅介质（高折射率材料）与空气（低折射率）介质构成,光栅周期远小于入射光波长,只存在零级衍射波,高阶衍射波均为消逝波。因此,通过改变亚波长光栅的周期、占空比、厚度等参数可以实现光束的波前相位调控,从而实现光学衍射特性的改变（如:透射、反射、偏振分束、偏转、会聚等）。利用亚波长光栅可以制备成反射镜、透射镜、分束器、偏转器等高性能的光学功能器件,因此也成为国内外的研究热点。本论文主要研究基于亚波长光栅的波前相位调控特性,用于实现光束的会聚、相位延迟功分功能,通过设计与仿真得到一维亚波长光栅的单焦点会聚、二维亚波长光栅的单焦点会聚和双焦点会聚、一维亚波长光栅相位延迟器。最后,设计并仿真基于二维亚波长光栅与单行载流子光探测器的光电集成器件,利用二维亚波长光栅的会聚特性使得光探测器的器件特性得到了提升。论文主要研究内容如下:1、比较了三种亚波长光栅的分析方法,即严格耦合波法（Rigorous Coupled Wave Analysis,RCWA）、有限元法（Finite Element Method）、模式匹配法（Model Method）。严格耦合波法能够清晰地分析光波在亚波长光栅表面的衍射特性,而模式匹配法则更适合分析光在亚波长光栅内部的作用情况;对于非周期亚波长光栅的数值计算,利用有限元分析法对亚波长光栅的求解域进行网格划分离散化,以模拟周期非周期亚波长光栅的层状结构相互作用的电磁波,满足每个极化的电磁场边界条件,并得到亚波长光栅的反射和透射衍射效率。2、分析比较了一维条形亚波长光栅与二维块状亚波长光栅的会聚效果,利用MATLAB数学工具进行光栅数据的计算并利用COMSOL有限元仿真软件进行亚波长光栅结构的仿真。工作波长为1550nm的光束入射到一维条形亚波长光栅,光束透射率为92.3%,焦距为15.1μm,消光比为19.6dB;工作波长在1550nm的光束入射到二维块状亚波长光栅,块状亚波长光栅在SiO2上呈现不同位置的排布,光束会聚的焦点由每个块状亚波长光栅排列的位置和每个块状亚波长光栅的旋转角度共同决定的。得到光束透射率为96.2%,焦距为8.3μm,消光比为19.8dB;根据二维块状亚波长光栅设计了两个单元的并排分布,得到的二维块状亚波长光栅具有双会聚焦点,会聚光束的透射率分别为42.4%和40.5%,焦距均为8.02μm,消光比分别为16.2dB、16dB。3、主要围绕亚波长光栅的相位延迟以及光束分束特性,理论分析并仿真设计了一种新型的亚波长光栅相位延迟器。利用亚波长光栅实现了入射光信号被分为左右两束光的功率均分以及两束光之间的相位延迟。工作波长为1550nm、偏振态为TM的入射光信号经过亚波长光栅后被均分为左右两束光,左侧光信号0相移,右侧光信号实现了π相移,左右两束光光功率之比为1.005:1,消光比为19.9dB和19.8dB,两光束之间的相位相差π。4、将具有会聚特性的二维亚波长光栅作为单行载流子光探测器的入光窗口,设计并仿真了基于二维亚波长光栅与单行载流子光探测器的光电集成器件（TSGUTC）。利用Atlas软件仿真得到在100w/cm2光强条件下,单行载流子光探测器在零偏压下直流饱和电流为5.5mA,量子效率为59.52%,带宽为37.7GHz;利用仿真得到TSGUTC在100w/cm2光强条件下,得到零偏压下直流饱和电流为6mA,量子效率为62%,带宽为41.3GHz。
陶泽[7]（2018）在《全介电超表面偏振分束器研究》文中认为偏振分束器是一种十分重要的偏振光学器件,能够将任意偏振入射光分成两束正交偏振光。鉴于同时具有偏振器和分束器的功能,偏振分束器广泛应用于光学测量、光纤通讯和药物科学等领域。随着微纳米科学理论方法的完善和制备技术的进步,光学系统逐渐朝着微型化和集成化趋势发展。特别是在空间体积受限的情况,光学器件和光学系统的微型化具有十分重要的意义。然而,由于材料和制备工艺的限制,传统偏振分束器的体积较大,不适合于光学系统的微型集成。超表面,一种由亚波长尺寸散射体通过亚波长间隔排列组成的新型人造二维结构,能够在亚波长厚度内对光的振幅、相位和偏振进行控制。其中,一种基于介电材料中极化声子振动的超表面——全介电超表面,由于能够对光进行高效控制,实现多个功能的单片集成,且制备工艺与现有半导体工艺相兼容,在实现单个光学器件的微型化和光学系统的微型集成方面具有极大的潜力和优势。鉴于此,本学位论文开展了全介电超表面偏振分束器设计方法、表征方法及其在角度测量中的应用等探索性研究,主要研究工作及创新点包括:推导了全介电超表面单元透射系数与全介电超表面偏振分束器性能的关系,提出了全介电超表面偏振分束器优化设计方法,设计出高性能的全介电超表面线偏振分束器和圆偏振分束器,并对其性能进行仿真分析。分析了全介电超表面单元的透射特性、局部效应近似以及结构尺寸误差对超表面性能的影响。揭示了局部效应近似有效的根本原因是超表面顶层结构中散射体对入射光的引导和强烈禁锢。提出了一类高透射率全相位控制的超表面单元,且单元的结构尺寸误差对所组成超表面性能的影响较小。本文所提出超表面单元的特性降低了制备要求,提高了全介电超表面的可制造性。推导了器件偏振特性参数与器件穆勒矩阵元素之间的关系,建立了偏振特性表征的理论方法。分析了全介电超表面偏振分束器的测量需求,并根据该需求,研制出透射式成像穆勒矩阵椭偏仪,为器件的偏振特性表征提供了实验技术。制备出全介电超表面圆偏振分束器。利用偏振特性表征方法和透射式成像穆勒矩阵椭偏仪,测量并分析了所制备全介电超表面圆偏振分束器的偏振特性。开展了全介电超表面偏振分束器在角度测量领域中的应用实验研究。提出一种基于偏振光学的滚转角测量方法,设计了一种基于全介电超表面偏振分束器的滚转角传感器,分析了该传感器的理论性能。研制出该滚转角传感器的原理样机,并结合所研制的透射式成像穆勒矩阵椭偏仪,提出该滚转角传感器系统参数的校准方法。在此基础上,评估了该滚转角传感器原理样机的性能。本学位论文在全介电超表面偏振分束器设计、表征及其应用方面的研究,为全介电超表面偏振分束器的实际应用提供一定的理论基础,为深入认识和理解偏振分束器提供理论方法和实验技术;为滚转角传感器的微型化提供新方法和新途径,丰富了现有的滚转角测量技术。
霍剑锋[8]（2018）在《大量程光纤延迟器的研制》文中提出光纤延迟器广泛应用于通信、电子科技等高科技领域,是实现光路光束相位延迟的关键部件。论文针对反射式光学延迟器的量程固定不变、体积大等问题,以光纤延迟器为对象,研究了在进一步缩小体积的前提下,还可以使光纤延迟器拥有大量程以及微米级步长调节的方法。其中主要涉及了光纤技术、光纤准直技术以及机械结构的设计,使之可自动地、精确地产生光延迟,来实现迈克尔逊干涉仪参考臂光程的调节,并记录相关位置信息等。根据设计指标提出整体设计方案后,对其进行优化设计,以提高光纤延迟器的精度与光在光纤中传输的稳定性。根据有限元理论,利用Solidworks软件,对光纤延迟器的制作材料进行了仿真,从十六种材料中选择温度形变最小的;重新排列准直器,减小测量系统的阿贝误差;对角锥棱镜的形状进行设计、切割,以减小重量。最后用激光干涉仪进行精度实验,检测到步进电机每运行一步,光延迟量变化0.795μm;由仿真实验结果,用ABS工程塑料制作的准直器支架,在-40℃85℃温度下形变位移较小、与硼硅玻璃制成的准直器粘接最牢靠。
安宁[9]（2016）在《基于二氧化钛的超表面的设计和制备》文中认为超表面是一种二维的超材料,在光控制方面的具有优越的性能,成为了国内外的研究热点。当光经过谐振器阵列时,与在常规系统中传输时相位变化相反,金属人工结构表面能引发光相位和振幅的突变。从这个意义上来说,它可以消除光对传播效应的依赖性,因此在过去的几年中,国内外很多实验室提出大量新型二维光学器件,例如异常反射和异常折射超表面器件,表面波耦合器件及高分辨率光学全息超表面器件等。由金属谐振器构成的超表面,其固有损失非常大,影响转换效率,尤其是在近红外和可见光波长范围内。为了提高反射率,全介质型超表面器件被提出,它的设计依据是Mie散射原理。而二氧化钛薄膜具有较高的折射率和较宽的带隙（锐钛矿型为3.2 ev,金红石型为3 ev）,被认为是在可见光范围内实现超表面的一种替代性介质材料。本文的研究基于以上的讨论,探究了制备高折射率的二氧化钛薄膜的实验条件,并根据制备出的二氧化钛薄膜,设计并制备出可见光范围内具有高反射率的介质型异常反射超表面结构。本论文的主要工作和研究成果如下:本文利用电子束蒸发法制备了TiO2薄膜,研究了不同退火条件对薄膜的组成成分、表面形貌以及微结构的影响,实验结果表明,通过优化退火温度可以改善晶粒的结晶性,使TiO2薄膜具有明显的（101）择优取向。因此,可以通过优化退火温度来优化TiO2薄膜的折射率。利用椭偏仪来测量薄膜的厚度、折射率和消光系数,确定了使薄膜的折射率达到最高的退火工艺。完成了利用电子束蒸发法得到优良结构以及光学性能的TiO2薄膜的工艺研究。实现了高折射率的TiO2薄膜后,提出了一种基于TiO2矩形阵列的异常反射型超表面结构,即在金属薄膜上放置二氧化钛矩形谐振单元。通过研究发现,可以通过控制超表面谐振的结的阵列周期,间隔层厚度,矩形单元尺寸等参数,可以实现0-2p的相位延迟,并得到较高的反射率。文中将矩形阵列按照相位延迟梯度排列,设计并模拟了工作波段在632 nm的介质型异常反射镜。异常反射镜的设计完成后,研究了超表面器件的制备流程和初步工艺。利用电子束刻蚀、等离子体刻蚀等技术完成了器件的制备,并测定了二氧化钛薄膜的刻蚀速率以及和铝掩膜的选择比。实验表明,通过优化电子束聚焦能量等工艺,可以制备出与目标尺寸基本相符的微纳结构。本文中优化制备工艺后蒸镀的二氧化钛薄膜,具有膜层致密、介电阐述高、损耗小等特点,为所提出的基于二氧化钛的异常反射镜提供了制备的依据。而且且设计的介质型超表面器件在在近红外和可见光波长范围内具有损耗小,结构简单,反射率高等优点,使得它对超表面器件的研究和应用有着推动性的意义。
王维[10]（2016）在《基于金属结构超表面的新型光学器件的研究》文中指出近年来,光学技术在微纳领域得到了广泛的应用,光的控制受到了更多的关注。一般来说,我们通过对光相位的调控实现对光的操纵。近来提出了超表面的概念,利用亚波长尺度的人工微结构和宏观序可获得任意的相位分布,从而实现对波前的调控。本文主要研究了利用超表面结构如何实现对光的振幅、相位、偏振态的调控,并设计了具有各种功能的偏振依赖和偏振不依赖的超表面光学器件。本论文主要工作和研究成果如下:分别提出了基于开口谐振环和L形纳米天线的偏振依赖和偏振不依赖的宽带光束偏转器,通过理论分析和数值仿真研究了其光束偏转性能。通过改变结构参数,两种微结构都可以实现0-2π的相位延迟,两种光束偏转器都具有很好的光束偏转功能,偏转角度与广义斯涅尔定律符合得非常好。基于开口谐振环的超表面对左右旋圆偏振入射光有相反的偏转方向。通过理论分析和数值仿真同时证明了L形纳米天线的偏振不依赖特性,研究了基于L形纳米天线的光束偏转器的偏振不依赖特性,发现基于L形纳米天线的超表面对线偏振和圆偏振入射光具有相同的偏转效果。分别提出了基于开口谐振环和L形纳米天线的偏振依赖和偏振不依赖的超薄宽带涡旋相位板,两种涡旋相位板都可以形成涡旋光束。当入射光分别为左右旋圆偏振光时,基于开口谐振环的涡旋相位板将产生具有相反拓扑数的涡旋光束。当入射光分别为线偏振和圆偏振光时,基于L形纳米天线的涡旋相位板将产生具有相同拓扑数的涡旋光束,这说明该涡旋相位板具有偏振不依赖特性。对于两种涡旋相位板,我们分别研究了其涡旋光束的演化特点、光和涡旋相位板的角动量的相互作用以及宽谱特性。分别提出了基于开口谐振环和L形狭缝天线的偏振依赖和偏振不依赖的超薄平面超透镜,两种超透镜都可以实现预期的聚焦现象。当入射光分别为左右旋圆偏振光时,基于开口谐振环的超透镜将产生聚焦或者发散现象,说明该超透镜是双极性透镜,其具有偏振依赖特性。当入射光分别为线偏振和圆偏振光时,基于L形狭缝天线的超透镜将产生相同的聚焦现象,说明该超透镜具有偏振不依赖特性。对于两种超透镜,我们分别研究了不同焦距和不同数值孔径的超透镜的聚焦特性,以及超透镜的宽谱特性。分别提出了基于L形狭缝天线的横向多焦点超透镜阵列和纵向多焦点超透镜,这两种超透镜都可以实现预期的多焦点聚焦现象,且都具有偏振不依赖特性。横向多焦点超透镜阵列由子透镜单元按照阵列法排列而成,对于相同偏振和交叉偏振的透射光,子透镜单元具有不同的聚焦想象,并分别探究了其聚焦原理。为了实现纵向多焦点超透镜,首次提出了分区域模式、径向交替模式和角向交替模式三种独创的设计模式。对于两种多交点超透镜,我们都分别研究了L形狭缝纳米天线的分布对聚焦特性的影响。提出了拥有45°和135°的对称轴方向角的纳米天线具有偏振不依赖特性。严格的数学理论推导表明,对于线偏振或者圆偏振入射光,交叉偏振透射光拥有相同的振幅和相移的充分必要条件是:纳米天线的对称轴方向角是45°或135°。通过对V形、C形、U形和椭圆形纳米狭缝天线进行数值仿真,发现只有当这些纳米天线的对称轴方向角为45°和135°时,其才具有偏振不依赖特性。
二、斜入射消色差相位延迟器原理（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：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（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。
三、斜入射消色差相位延迟器原理（论文提纲范文）
（1）灵巧型偏振/强度共口径光学成像系统的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 偏振探测系统概述 |
| 1.2.1 偏振系统的分类 |
| 1.2.2 偏振成像探测系统的构成 |
| 1.3 偏振探测技术发展概况 |
| 1.3.1 偏振相机的发展进程 |
| 1.3.2 偏振成像处理算法研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 1.4.1 待解决的问题及研究方向 |
| 1.4.2 本文主要研究内容及章节安排 |
| 第2章 偏振成像技术理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 光的偏振态 |
| 2.3 偏振光的数学描述 |
| 2.3.1 琼斯矢量描述法 |
| 2.3.2 斯托克斯矢量描述法 |
| 2.4 偏振光学系统的表征方法 |
| 2.4.1 琼斯矩阵表示法 |
| 2.4.2 穆勒矩阵表示法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 偏振成像系统精度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统结构及线栅调制原理 |
| 3.3 系统误差来源 |
| 3.3.1 金属纳米线栅的误差 |
| 3.3.2 光电探测器的误差 |
| 3.3.3 光学系统的误差 |
| 3.4 系统的成像精度数学模型 |
| 3.4.1 包含光学串扰的数学模型 |
| 3.4.2 包含探测器噪声的数学模型 |
| 3.4.3 成像精度的数学模型 |
| 3.5 误差校正 |
| 3.5.1 盲元噪声校正 |
| 3.5.2 非均匀性校正 |
| 3.5.3 瞬时视场误差校正 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 偏振成像系统光学串扰研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光学串扰的研究方法 |
| 4.2.1 光学串扰的矢量研究方法 |
| 4.2.2 金属光栅的建模过程 |
| 4.3 金属光栅的偏振特性分析 |
| 4.3.1 周期对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.3.2 线高对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.3.3 线间距对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.3.4 材质对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.3.5 结构对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.3.6 单元尺寸对金属光栅偏振特性的影响 |
| 4.4 改善系统光学串扰的方法 |
| 4.4.1 金属光栅结构优化 |
| 4.4.2 成像系统结构优化 |
| 4.5 实验过程及结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 灵巧型共口径光学系统的研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 灵巧型共口径系统 |
| 5.2.1 共口径系统结构 |
| 5.2.2 偏振光栅与探测器的失配 |
| 5.2.3 针对失配问题的解决方法 |
| 5.3 共口径系统的图像融合方法 |
| 5.3.1 基于NSCT的融合方法 |
| 5.3.2 FT(Frequency-tuned)显着性检测模型 |
| 5.3.3 改进的显着性检测模型 |
| 5.3.4 基于改进显着性检测的NSCT融合算法 |
| 5.4 融合实验 |
| 5.4.1 融合过程及结果 |
| 5.4.2 融合图像的评价方法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 全文工作总结 |
| 6.2 论文主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 超表面概述 |
| 1.2.1 超表面的研究历史与现状 |
| 1.2.2 相位型超表面及分类 |
| 1.3 相位型超表面功能器件研究进展 |
| 1.3.1 圆偏振复用超表面 |
| 1.3.2 窄带与宽带波前调控超表面 |
| 1.3.3 波前可调谐超表面 |
| 1.4 存在的主要科学和技术问题 |
| 1.5 论文的研究内容和章节安排 |
| 2 复合相位超表面的理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 广义折反射定律及其推导 |
| 2.3 复合相位调控原理 |
| 2.3.1 传输相位 |
| 2.3.2 几何相位 |
| 2.3.3 复合相位 |
| 2.4 数值模拟方法 |
| 2.4.1 数值计算方法 |
| 2.4.2 矢量角谱理论 |
| 2.4.3 Gerchberg-Saxton算法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于复合相位的圆偏振复用技术 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 非对称光子自旋-轨道相互作用原理 |
| 3.3 柱矢量光束生成与调控方法 |
| 3.3.1 基本原理 |
| 3.3.2 结构设计与分析 |
| 3.3.3 整体模型仿真与分析 |
| 3.4 圆偏振不对称传输与波前调控方法 |
| 3.4.1 基本原理与结构设计 |
| 3.4.2 圆偏振不对称传输响应表征与分析 |
| 3.4.3 圆偏振不对称传输与波前调控表征与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于复合相位的高效率窄带与宽带波前调控技术 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高效率窄带波前调控方法 |
| 4.2.1 基本原理与结构设计 |
| 4.2.2 结构色和多通道全息显示 |
| 4.2.3 实验测试与分析 |
| 4.3 高效率宽带广角波前调控方法 |
| 4.3.1 流线超表面设计原理 |
| 4.3.2 结构优化设计与分析 |
| 4.3.3 拓扑数据库建立 |
| 4.3.4 单片式广角超透镜设计 |
| 4.3.5 实验测试与分析 |
| 4.4 高效率宽带色散调控方法 |
| 4.4.1 基本原理 |
| 4.4.2 结构设计与分析 |
| 4.4.3 整体模型仿真与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于复合相位的可调谐波前调控技术 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 光子角动量耦合对称切换概念及原理 |
| 5.3 多态可调超表面设计 |
| 5.3.1 GST材料参数表征 |
| 5.3.2 单元结构设计 |
| 5.3.3 单元结构排列方法 |
| 5.4 器件制备与实验验证 |
| 5.4.1 器件制备方法 |
| 5.4.2 实验测试与分析 |
| 5.4.3 GST相变对其结构尺寸的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.作者在攻读学位期间发表的论文目录 |
| B.作者在攻读学位期间取得的科研成果 |
| C.作者在攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| D.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（3）基于扫频OCT的眼轴及眼前节一体化成像系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 眼科测量背景 |
| 1.1.1 眼部组织测量在临床诊断中的意义 |
| 1.1.2 现有眼科测量技术 |
| 1.2 眼科OCT成像技术 |
| 1.2.1 OCT成像技术分类 |
| 1.2.2 眼科OCT成像技术发展现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 光学相干层析成像原理 |
| 2.1 光学相干层析技术原理 |
| 2.1.1 背向散射模型 |
| 2.1.2 角膜背向散射原理 |
| 2.1.3 扫频OCT成像基本原理 |
| 2.2 扫频OCT系统基本参数 |
| 2.2.1 纵向分辨率 |
| 2.2.2 横向分辨率 |
| 2.2.3 探测深度 |
| 2.3 扫频OCT系统成像质量影响因素 |
| 2.3.1 偏振方向 |
| 2.3.2 光谱标定 |
| 2.3.3 色散失配 |
| 2.3.4 噪声分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 眼轴及眼前节一体化OCT成像系统设计 |
| 3.1 系统设计要求 |
| 3.2 总体设计方案 |
| 3.3 光源模块 |
| 3.3.1 扫频光源 |
| 3.3.2 K-trigger重采样模块 |
| 3.4 全光纤干涉光路模块 |
| 3.4.1 OCT干涉光路 |
| 3.4.2 光路衰减分析 |
| 3.5 二维扫描模块 |
| 3.5.1 扫描振镜 |
| 3.5.2 消色差透镜 |
| 3.6 数据采集模块 |
| 3.6.1 平衡探测器 |
| 3.6.2 高速数字采集卡 |
| 3.7 实时显示模块 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 扫频OCT一体化系统成像算法 |
| 4.1 全范围色散迭代补偿算法 |
| 4.1.1 色散补偿常用方法 |
| 4.1.2 深度自适应的全范围迭代补偿算法 |
| 4.2 眼科OCT图像增强与定位算法 |
| 4.2.1 图像去噪常用方法 |
| 4.2.2 图像叠加 |
| 4.2.3 基于变换域的非局部均值增强算法 |
| 4.2.4 眼轴结构定位及参数计算 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 实验结果与分析 |
| 5.1 实验系统搭建 |
| 5.1.1 实验系统 |
| 5.1.2 系统性能验证 |
| 5.1.3 实时显示模块 |
| 5.2 色散补偿结果 |
| 5.3 眼轴及眼前节成像 |
| 5.3.1 大范围眼轴成像 |
| 5.3.2 眼轴及眼前节一体化成像结果 |
| 5.4 二维图像处理结果与分析 |
| 5.4.1 图像叠加 |
| 5.4.2 基于变换域的非局部均值图像增强 |
| 5.4.3 眼轴结构定位及参数计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 进一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（4）中红外穆勒矩阵椭偏测量系统研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 2 中红外穆勒矩阵椭偏测量原理与系统建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 双旋转补偿器偏振测量系统模型 |
| 2.3 系统优化及配置 |
| 2.4 仪器校准方法研究 |
| 2.5 仪器测量过程及仿真 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 仪器设计与元器件选型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 光路系统设计 |
| 3.3 元器件选型 |
| 3.4 相位延迟器设计 |
| 3.5 机械结构设计 |
| 3.6 控制系统设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 仪器搭建及性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 原理样机搭建与调试 |
| 4.3 仪器测试及性能评估 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读学位期间取得的成果 |
（5）超构表面电磁色散特性及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 人工电磁材料与电磁超构表面 |
| 1.1.1 人工电磁材料的发展概况 |
| 1.1.2 人工电磁超构表面发展概况 |
| 1.1.3 人工超构表面的空间电磁波传播调控应用 |
| 1.2 超构表面频率色散研究概述 |
| 1.2.1 人工电磁超构表面频率色散的基本概念 |
| 1.2.2 人工电磁超构表面频率色散的相关研究进展 |
| 1.3 超构表面空间色散研究概述 |
| 1.3.1 人工电磁超构表面空间色散的基本概念 |
| 1.3.2 人工电磁超构表面空间色散相关研究概述 |
| 1.4 本研究领域存在的关键问题及研究思路 |
| 1.5 本文的主要内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 超构表面基本理论和色散分析方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 超构表面的基本理论及色散分析 |
| 2.2.1 基于广义表面边界条件(GSBC)的超构表面设计原理 |
| 2.2.2 超构表面的惠更斯相移理论 |
| 2.3 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 基于反射式超构表面的空间滤波器 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 反射式超构表面滤波器工作原理 |
| 3.3 反射式超构表面滤波器设计与仿真分析 |
| 3.3.1 超构表面单元设计 |
| 3.3.2 超构表面反射式滤波器仿真分析 |
| 3.4 反射式超构表面空间滤波器实验验证 |
| 3.4.1 反射式超构表面滤波器样品制备和实验测量 |
| 3.4.2 反射式超构表面滤波器仿真分析与实验结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 反射型频选式散射调控超构表面及应用研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 反射型1比特编码超构表面及频选式RCS缩减 |
| 4.2.1 超构表面的设计和仿真分析 |
| 4.2.2 样品制备和实验分析 |
| 4.3 超构表面频率色散调控实现频选随机散射与镜面反射 |
| 4.3.1 设计原理及仿真分析 |
| 4.3.2 样品制备和实验验证 |
| 4.4 基于反射型频选超构表面的低散射偶极子天线 |
| 4.4.1 应用背景 |
| 4.4.2 天线系统设计和仿真分析 |
| 4.4.3 天线样品制备和实验测试分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 透射型频选式低散射超构表面 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 透射型频选式低散射超构表面设计与仿真分析 |
| 5.2.1 超构表面单元设计 |
| 5.2.2 透射型频选式超构表面整体结构设计 |
| 5.3 透射型频选式超构表面仿真分析验证 |
| 5.3.1 透射型频选式低散射超构表面反射特性仿真分析验证 |
| 5.3.2 透射型频选式低散射超构表面透射特性仿真分析验证 |
| 5.4 透射型频选式超构表面的实验验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 入射角度选择式多通道平面反射器设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于Van Atta天线阵的方向回溯反射器设计与实现 |
| 6.2.1 Van Atta天线阵实现方向回溯反射器的工作原理 |
| 6.2.2 Van Atta天线阵设计与仿真分析 |
| 6.2.3 Van Atta天线阵方向回溯反射性能实验验证 |
| 6.3 基于超构透镜与Van Atta天线阵结合的入射角度选择式反射控制多通道平面器件设计 |
| 6.3.1 入射波角度选择式反射控制平面器件工作原理 |
| 6.3.2 入射角度选择式反射控制平面结构的设计与仿真分析 |
| 6.4 基于多层堆叠超构表面的入射角度选择式反射控制多通道平面器件设计 |
| 6.4.1 基于多层堆叠超构表面的入射波角度选择式反射控制多通道平面器件设计原理 |
| 6.4.2 基于多层堆叠超构表面的入射波角度选择式反射控制多通道平面器件的实现 |
| 6.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结与展望 |
| 攻读博士期间的研究成果 |
| 致谢 |
（6）基于相位调控特性的亚波长光栅结构的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 论文的结构安排 |
| 第二章 亚波长光栅研究进展 |
| 2.1 亚波长光栅的概述 |
| 2.2 亚波长光栅的研究方法 |
| 2.3 亚波长光栅的工作特性 |
| 第三章 亚波长光栅会聚特性的研究 |
| 3.1 亚波长光栅会聚特性的原理 |
| 3.2 亚波长光栅会聚特性的设计 |
| 3.3 亚波长光栅会聚特性的仿真与分析 |
| 第四章 基于一维亚波长光栅相位延迟特性的研究 |
| 4.1 一维亚波长光栅相位延迟的原理 |
| 4.2 一维亚波长光栅相位延迟的设计 |
| 4.3 一维亚波长光栅相位延迟的仿真与分析 |
| 第五章 基于亚波长会聚光栅与单行载流子光探测器的集成研究 |
| 5.1 单行载流子光探测器的工作原理 |
| 5.2 单行载流子光探测器的结构设计 |
| 5.3 基于亚波长光栅与单行载流子光探测器的光电集成特性 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和申请的专利 |
| 参考文献 |
（7）全介电超表面偏振分束器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题概述 |
| 1.2 偏振分束器研究现状及发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 2 全介电超表面理论基础与数值计算方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 全介电超表面理论基础 |
| 2.3 超表面光学特性数值计算方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 全介电超表面偏振分束器设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 偏振分束器评价准则 |
| 3.3 偏振分束器设计方法 |
| 3.4 偏振分束器设计实例 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 全介电超表面偏振分束器偏振特性表征方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于穆勒矩阵差分分解的偏振特性表征方法 |
| 4.3 透射式成像穆勒矩阵椭偏仪研制 |
| 4.4 全介电超表面偏振分束器偏振特性表征实验研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 全介电超表面偏振分束器应用研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于全介电超表面偏振分束器的滚转角传感器原理 |
| 5.3 滚转角传感器研制与系统校准 |
| 5.4 滚转角传感器性能评估 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录1 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 附录2 攻读学位期间申请的国家发明专利 |
| 附录3 攻读学位期间学术交流经历与所获奖励 |
（8）大量程光纤延迟器的研制（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 光纤延迟器研究现状 |
| 1.3 论文主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 2 大量程光纤延迟器的规格与设计 |
| 2.1 大量程光纤延迟器工作原理 |
| 2.2 准直器的设计 |
| 2.3 角锥棱镜的选择 |
| 2.4 机械结构的设计 |
| 2.4.1 光束准直系统的机械设计 |
| 2.4.2 光延迟系统的机械设计 |
| 2.4.3 传动系统的机械设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 大量程光纤延迟器控制软件的设计 |
| 3.1 基于Labview的程序设计 |
| 3.1.1 参数设置模块 |
| 3.1.2 Labview程序设计 |
| 3.2 本章小结 |
| 4 大量程光纤延迟器的优化设计 |
| 4.1 准直器对系统的影响及优化 |
| 4.2 角锥棱镜对系统的影响及优化 |
| 4.3 器件材料对系统的影响及优化 |
| 4.3.1 FEM理论 |
| 4.3.2 方案设计及建模 |
| 4.3.3 静应力仿真及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 误差分析 |
| 5.1 误差分配 |
| 5.2 导轨行走平行度引起的阿贝误差 |
| 5.3 光波在空气中波长的变化引起的误差 |
| 5.4 温度变化引起变形造成的误差 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 测试实验 |
| 6.1 插入损耗的测试 |
| 6.2 步长精度的测试 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（9）基于二氧化钛的超表面的设计和制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的来源 |
| 1.2 课题的研究背景及意义 |
| 1.3 超表面的国内外研究现状及简析 |
| 1.3.1 超表面的国内外研究现状 |
| 1.3.2 超表面的研究现状简析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 超表面的设计理论和薄膜的制备 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 M IE散射理论 |
| 2.3 介质谐振器原理 |
| 2.4 二氧化钛薄膜制备方法 |
| 2.4.1 衬底的清洗及实验前的准备 |
| 2.4.2 二氧化钛薄膜的生长 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 二氧化钛薄膜的微结构和光学性质测量 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二氧化钛薄膜的微结构 |
| 3.2.1 TiO_2薄膜的组成及表面形貌 |
| 3.2.2 薄膜的微结构 |
| 3.3 二氧化钛薄膜的光学性质 |
| 3.3.1 衬底温度对薄膜光学性质的影响 |
| 3.3.2 退火温度对薄膜光学性质的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 基于二氧化钛的超表面的设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于二氧化钛矩形阵列的介质型超表面结构 |
| 4.2.1 异常反射型超表面结构单元的设计 |
| 4.2.2 异常反射型超表面的光学传输特性及优化 |
| 4.3 基于二氧化钛矩形阵列的异常反射的设计及性能分析 |
| 4.3.1 异常反射的设计原理 |
| 4.3.2 数值模拟结果分析 |
| 4.4 基于二氧化钛矩形阵列的异常反射的改进 |
| 4.4.1 改进后的异常反射型超表面结构单元的设计 |
| 4.4.2 改进后的异常反射型超表面 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于二氧化钛的超表面器件的初步实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超表面器件的制备 |
| 5.3 初步实验结果 |
| 5.3.1 电子束刻写实验结果 |
| 5.3.2 刻蚀技术实验结果 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（10）基于金属结构超表面的新型光学器件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超材料概述 |
| 1.3 人工微结构单元 |
| 1.3.1 超材料的电场响应 |
| 1.3.2 超材料的磁场响应 |
| 1.4 宏观序 |
| 1.5 超表面及其功能性器件 |
| 1.5.1 广义斯涅尔定律 |
| 1.5.2 四分之一波片 |
| 1.5.3 涡旋相位板 |
| 1.5.4 超透镜 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 偏振依赖和偏振不依赖的光束偏转器 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 时域有限差分法 |
| 2.3 基于开口谐振环的偏振依赖的光束偏转器 |
| 2.3.1 开口谐振环的设计及其理论分析 |
| 2.3.2 基于开口谐振环的光束偏转器的异常折射现象 |
| 2.3.3 基于开口谐振环的光束偏转器的宽谱特性 |
| 2.3.4 开口谐振环的排列方式对偏转角度的影响 |
| 2.4 基于L形纳米天线的偏振不依赖的光束偏转器 |
| 2.4.1 L形纳米天线的偏振不依赖特性的理论分析 |
| 2.4.2 基于L形纳米天线的光束偏转器的偏振不依赖特性 |
| 2.4.3 晶格常数和入射角度对偏转效果的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 偏振依赖和偏振不依赖的超薄光学涡旋相位板 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于开口谐振环的偏振依赖的涡旋相位板 |
| 3.2.1 基于开口谐振环的涡旋相位板的设计 |
| 3.2.2 涡旋光束的演化特性 |
| 3.2.3 圆偏振入射光和涡旋相位板的角动量相互作用 |
| 3.2.4 基于开口谐振环的涡旋相位板的宽谱特性 |
| 3.3 基于L形纳米天线的偏振不依赖的涡旋相位板 |
| 3.3.1 基于L形纳米天线的涡旋相位板的设计 |
| 3.3.2 基于L形纳米天线的涡旋相位板的偏振不依赖特性 |
| 3.3.3 线偏振及圆偏振入射光和涡旋相位板的角动量相互作用 |
| 3.3.4 基于L形纳米天线的涡旋相位板的宽谱特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 偏振依赖和偏振不依赖的超薄宽带超透镜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于开口谐振环的偏振依赖的超薄宽带超透镜 |
| 4.2.1 基于开口谐振环的超透镜的设计 |
| 4.2.2 基于开口谐振环的超透镜的双极性特性 |
| 4.2.3 具有不同焦距的基于开口谐振环的超透镜 |
| 4.2.4 基于开口谐振环的超透镜的宽谱特性 |
| 4.2.5 具有不同数值孔径的基于开口谐振环的超透镜 |
| 4.3 基于L形狭缝天线的偏振不依赖的超薄宽带超透镜 |
| 4.3.1 基于L形狭缝天线的超透镜的设计 |
| 4.3.2 垂直入射和斜入射时的聚焦现象 |
| 4.3.3 具有不同焦距的基于L形狭缝天线的超透镜 |
| 4.3.4 基于L形狭缝天线的超透镜的宽谱特性 |
| 4.3.5 具有不同数值孔径的基于L形狭缝天线的超透镜 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 偏振不依赖的多焦点超透镜 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 偏振不依赖的横向多焦点超透镜阵列 |
| 5.2.1 单焦点子透镜的设计和参数分析 |
| 5.2.2 相同偏振聚焦现象和机理分析 |
| 5.2.3 依据透射偏振态的动态聚焦现象 |
| 5.2.4 具有不同排列方式的超透镜阵列 |
| 5.3 偏振不依赖的纵向多焦点超透镜 |
| 5.3.1 基于分区域模式排列的双焦点超透镜 |
| 5.3.2 基于径向交替模式排列的双焦点超透镜 |
| 5.3.3 基于角向交替模式排列的双焦点超透镜 |
| 5.3.4 基于分区域模式排列的三焦点超透镜 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 对称轴的方向角对偏振不依赖特性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 特殊对称超表面的偏振不依赖特性的理论分析 |
| 6.3 具有偏振不依赖特性的纳米天线的设计及研究 |
| 6.3.1 V形狭缝纳米天线的结构参数对偏振不依赖特性的影响 |
| 6.3.2 C形狭缝纳米天线的结构参数对偏振不依赖特性的影响 |
| 6.3.3 其他对称性纳米天线的方向角对偏振不依赖特性的影响 |
| 6.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、斜入射消色差相位延迟器原理（论文参考文献）
- [1]灵巧型偏振/强度共口径光学成像系统的研究[D]. 孙雪倩. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(08)
- [2]基于复合相位超表面的电磁调控原理及技术研究[D]. 张飞. 重庆大学, 2020
- [3]基于扫频OCT的眼轴及眼前节一体化成像系统研究[D]. 张玮茜. 天津大学, 2019(01)
- [4]中红外穆勒矩阵椭偏测量系统研究[D]. 刘柠林. 华中科技大学, 2019(01)
- [5]超构表面电磁色散特性及其应用研究[D]. 司马博羽. 南京大学, 2019(06)
- [6]基于相位调控特性的亚波长光栅结构的研究[D]. 岳春云. 聊城大学, 2019(01)
- [7]全介电超表面偏振分束器研究[D]. 陶泽. 华中科技大学, 2018(05)
- [8]大量程光纤延迟器的研制[D]. 霍剑锋. 中国计量大学, 2018(01)
- [9]基于二氧化钛的超表面的设计和制备[D]. 安宁. 哈尔滨工业大学, 2016(04)
- [10]基于金属结构超表面的新型光学器件的研究[D]. 王维. 哈尔滨工业大学, 2016(02)