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液体可变焦折衍混合光学系统的研究

作　者: 鲍赟
导　师: 田维坚
学　校: 中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所）
专　业: 光学
关键词: 二元透镜折衍混合系统液体透镜可变焦消色差
分类号: O436
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 168次
引　用: 2次
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内容摘要

本文详细介绍了衍射光学、混合光学以及液体变焦透镜的发展状况，根据折衍混合系统的成像特点和焦距与系统结构的关系，提出两种新的液体可变焦折衍透镜模型。传统的液体变焦透镜仍然为折射光学系统，不可避免的存在色差问题。如果用传统的方法来消除色差，仍然会导致系统结构复杂，这在微型变焦器件上很难实现。如果将传统的液体变焦透镜的其中一面设计成二元面，这在变焦的同时能很好地解决色差问题。通过对二元透镜和液体透镜特性的分析，本文设计了两种液体可变焦折衍混合光学系统模型，运用标量衍射模型和几何光学模型分别对模型A和模型B的面形结构，成像特点进行理论推导和运算，并对其系统焦距与折射部分基底面的曲率变化关系进行研究。从仿真计算得出模型A和模型B的面形结构，并且从结果可以看出，当液体折射透镜曲率半径变化时，系统焦距变化曲线在三条波长下重合地较好，达到消除色差的目的。这两种可变焦折衍混合系统模型结构简单、成像质量好，而且在变焦的同时很好地解决了消除色差的问题，可以广泛应用于民用和军事领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-7
第一章绪论  7-15
  1.1 论文选题的目的及意义  7-8
  1.2 液体可变焦透镜简介  8
  1.3 混合光学简介  8-13
  1.4 论文主要研究内容  13-14
  1.5 论文结构  14-15
第二章液体变焦透镜技术及其发展  15-22
  2.1 电润湿法液体变焦透镜  15-19
    2.1.1 三维可调液体显微透镜  16-17
    2.1.2 梯度电极结构的液体变焦透镜  17-18
    2.1.3 筒式液体变焦透镜  18-19
  2.2 机械式液体变焦透镜  19-20
  2.3 液体变焦透镜存在的问题  20-21
  2.4 本章小结  21-22
第三章折衍混合光学理论基础  22-37
  3.1 矢量衍射理论  23-25
  3.2 标量衍射理论  25-28
  3.3 BOE的几何光学分析法  28-35
    3.3.1 BOE的光线追迹光路计算  29-32
    3.3.2 BOE的HRI模型法  32-35
  3.4 本章小结  35-37
第四章液体可变焦折衍混合光学系统设计  37-50
  4.1 设计模型A  37-44
    4.1.1 设计模型A的折射部分  40
    4.2.2 设计模型A的衍射部分  40-43
    4.2.3 设计模型A的变焦实现消色差  43-44
  4.3 设计模型B  44-48
    4.3.1 设计模型B的折射部分  45
    4.3.2 设计模型B的衍射部分  45-48
    4.3.3 设计模型B的变焦实现消色差  48
  4.4 本章小结  48-50
第五章设计仿真实验  50-65
  5.1 模型A的计算机仿真  50-56
  5.2 模型B的计算机仿真  56-64
  5.3 本章小结  64-65
第六章结论与展望  65-67
参考文献  67-71
硕士期间发表及录用的论文  71-72
致谢  72

液体可变焦折衍混合光学系统的研究

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