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理想光波导短程透镜的理论与实验研究

作　者: 宋哲
导　师: 石邦任
学　校: 长春光学精密机械学院
专　业: 物理电子学
关键词: 光波导短程透镜弯曲损耗曲率半径衍射焦斑
分类号: TN252
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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内容摘要

本论文针对Sottini给出的理想波导短程透镜母线的解析解存在曲率奇点问题，以解决短程透镜卷边两端曲率奇点为出发点，在我们给出一个卷边函数的一般表达式A（R）的基础上，通过对短程透镜辐射损耗的分析，给出理想短程透镜的优化理论设计，使卷边与平板波导连接处的曲率半径达到无限大，辐射损耗降至0，卷边与实际透镜连接处的曲率半径达到较大值，辐射损耗降至可以忽略，并得到优化的无奇点理想波导短程透镜母线的显式解z（r）。这是目前可接受的最好结果。本论文设计给出焦距20mm，外孔径10mm，有效孔径8mm的透镜母线加工曲线，制备出理想短程透镜样品，对其主要光学特性参数进行了测试。结果表明：透镜样品在有效孔径内消除了球差；光传输损耗降为1.2dB；衍射焦斑尺寸为4μm。该技术指标达到国内外同类透镜的先进水平。该样品能满足集成光学光纤陀螺芯片等的需要。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-5
目录  5-7
第一章绪论  7-13
  1．1 引言  7-9
  1．2 波导短程透镜  9-11
  1．3 课题的提出及研究意义  11-13
第二章理想波导短程透镜的理论研究  13-38
  2．1 短程线条件及短程线微分方程  13-16
  2．2 短程透镜的母线方程  16-21
  2．3 短程透镜母线函数的优化  21-27
    2．3．1 曲率奇点的分析  21-24
    2．3．2 短程透镜母线函数的优化分析及其显式解  24-27
  2．4 短程透镜过渡区辐射损耗的分析  27-38
    2．4．1 弯曲波导辐射损耗产生的原因  27-32
    2．4．2 短程透镜过渡区辐射损耗的分析  32-38
第三章理想波导短程透镜的制备  38-45
  3．1 短程透镜母线的加工曲线  38-39
  3．2 短程透镜凹面的成型  39-41
    3．2．1 短程透镜凹坑轮廓的形成  39-40
    3．2．2 短程透镜凹坑轮廓的抛光  40-41
  3．3 波导短程透镜的制备  41-45
    3．3．1 扩散原理  42-43
    3．3．2 波导短程透镜的制备  43-45
第四章理想波导短程透镜的实验测试  45-52
  4．1 短程透镜损耗的测量  45-46
  4．2 短程透镜球差的测量  46-48
  4．3 短程透镜焦斑特性的测量  48-52
    4．3．1 短程透镜衍射焦斑测试系统的设计  48-50
    4．3．2 测量结果  50-52
第五章结语  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-56

理想光波导短程透镜的理论与实验研究

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