为了获得方形自聚焦透镜的折射率分布,提出了一种求解其折射率分布的半经验方法。该方法利用圆形边界条件下获得的扩散方程的解去近似方形边界条件下扩散方程的解,该近似解中的4个待定系数用雅明干涉法测得的方形自聚焦透镜4个位置点上的折射率来确定。该方法避免了在方形边界条件下求解扩散方程的复杂过程,得到的半经验公式形式简单、计算方便,利用半经验公式计算得到的折射率与实验结果吻合得较好,二者之间的最大相对误差为0.94%,平均相对误差不超过0.3%。该公式为以后研究方形自聚焦透镜阵列成像问题提供了可供参考的理论依据。
信息光学 折射率分布 雅明干涉 方形自聚焦透镜 information optics refractive index distribution Jamin interference square self-focusing lens
1 重庆师范大学 初等教育学院,重庆 400700
2 西南大学 光电技术研究所,重庆 400715
采用离子交换法对圆柱形Tl玻璃丝进行离子交换,在此基础上将其加工成方形自聚焦透镜样品。再用雅明干涉法和正方形网格图分别对样品的折射率分布和畸变进行测试,并就测试结果与有关文献进行比较。结果表明,按本方案研制而成的方形自聚焦透镜样品,像差相对较小,像质较好,成像较清晰,但存在折射率最大值偏离几何中心轴的情况,而有关文献所采用的方案却不存在这样的现象。研究结果对方形自聚焦透镜的研制有一定的参考价值和指导意义。
光学制造 方形自聚焦透镜 研制方案 折射率分布 成像质量
1 重庆师范大学 初等教育学院，重庆 400700
2 西南大学 物理学院，重庆 400715
采用离子交换工艺和精密加工技术制作了方形自聚焦透镜5×5阵列，并对其成像特性进行研究。结果表明：方形自聚焦透镜阵列相对于圆形孔径阵列而言，能有效增大填充系数，提高受光面积，其多重像和综合像的像质均匀，成像质量好。分析了导致多重像偏离和综合像变形的原因，并给出解决这一问题的关键技术。
方形自聚焦透镜阵列 成像特性 多重像 综合像 square GRIN lens array imaging property replicated image synthetic image
利用MATLAB 偏微分方程工具箱(PDE)实现方形玻璃纤维边界条件下离子扩散的有限元解法,给出一般步骤,对离子交换制备方形自聚焦透镜过程进行计算机模拟.运用分离变量法求解方形玻璃纤维中Tl+离子浓度定解方程,由离子浓度与折射率的线性关系,得到了方形自聚焦透镜折射率分布的数学表达式,计算出折射率分布图以及理论值.与实验值校验表明,相对误差小于0.33%.
方形自聚焦透镜 离子交换 分离变量法 MATLAB
1 西南科技大学,理学院,四川绵阳,621010
2 西南大学,物理学院,重庆,400715
采用两步法研制方形自聚焦透镜元阵列(简称SSLA),即先制成方形自聚焦透镜,并对其光学特性进行测试,然后再按一定规则排成阵列,从而成功研制出SSLA,并针对它的成像情况进行了研究.SSLA的成像方式有两种:多重像和综合像.由于SSLA的综合成像应用范围比较广,尤其在光复印机和传真机中得到了很好的应用,进而重点研究其综合像.通过研究表明:SSLA不但成像质量理想,在一定程度上也能解决提高填充系数(定义为有效受光面积与总面积之比)这一难题.
微透镜阵列 方形自聚焦透镜元阵列 多重像 综合像
经过方形玻璃丝的加工、离子交换及成品的精密加工等过程，成功制出了方形自聚焦透镜．并采用聚焦成像和雅明干涉等方法对其光学特性进行测试，得出了方形自聚焦透镜本身所具有的一些特性：中心部分畸变较小，成像性能好；四个棱角内的球差较大，像质较差；折射率分布不具有旋转对称性，而是与方向和半径有关．
自聚焦透镜 方形自聚焦透镜 方形玻璃丝 聚焦法测试 GRIN lens Square GRIN lens Square glass stick Focusing method to test
