一种新型球对称梯度折射率分布介质的研究

摘要

本工作研究的主要是具有梯度折射率(Gradientrefractiveindex,GRIN)分布的虚宗量麦克斯韦鱼眼微球的光学性质、在表面漫射材料上的应用和虚宗量麦克斯韦鱼眼微球透镜的性质特点。 GRIN微球透镜是一类新型光学器件，主要依靠介质特殊的非均匀折射率分布以实现各种光学功能。因其光学性能优越，且有体积小、光路短、重量轻、易于批量生产、便于集成等优点，在微小光学、集成光学、光通讯中有着诱人的应用前景，受到广泛地重视。 本文首先介绍了梯度折射率介质，特别是球对称梯度折射率介质的折射率分布研究现状，然后提出了一种由介质中光线轨迹求解相应折射率分布的新方法。利用该方法得到一种新的分布，即虚宗量麦克斯韦鱼眼分布。接着分析计算了虚宗量麦克斯韦鱼眼微球对表面漫射材料性能的改善。最后对虚宗量麦克斯韦鱼眼微球透镜的相差和复合结构进行了研究，和均匀球的相应情况加以比较分析。并为下一步的工作指明了方向。 本论文的主要内容如下： 第一章：简要介绍梯度折射率光学的发展历史、研究现状、漫射型隐形简介，以及本工作的研究内容及意义。 第二章：从总体上一般性地介绍了GRIN介质的折射率分布研究现状，接着重点介绍了球对称GRIN介质的折射率分布的研究现状。结尾提了一下梯度折射率材料的制作方法。 第三章：从球对称梯度折射率分布介质的光学基础出发，由经典的求光线轨迹的方法引入一种新的求解介质折射率分布的新方法，然后对该方法的应用加以实例说明，并对该方法进行了检验。 第四章：由一种新的光线轨迹提出一种新的梯度折射率分布，并研究了具有这种分布的介质的光学性质，其中重点是其对表面漫射材料性能的改善。 第五章：阐述了梯度折射率微球和匀质微球光线传播轨迹推导公式中的一个结论。 第六章：从相差和复合结构两方面对虚宗量麦克斯韦鱼眼微球透镜进行了研究，并对结果加以分析总结。 第七章：归纳全文，对本课题研究所取得的进展、存在的问题和下一步要做的工作做了总结和展望。

目录

文摘

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第一章引言

第二章梯度折射率介质的折射率分布研究现状

第三章一种求解介质折射率分布的新方法

第四章虚宗量麦克斯韦鱼眼介质及其光学性质

第五章梯度折射率微球和匀质微球光线传播轨迹推导公式中的一个结论

第六章虚宗量麦克斯韦鱼眼微球透镜的研究

第七章结论与展望

参考文献

致 谢

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