题名 实用化平面超振荡透镜的研究进展
1
作者
李文丽 虞益挺
机构
空天微纳系统教育部重点实验室西北工业大学 陕西省微纳机电系统重点实验室西北工业大学
出处
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第6期1155-1178,共24页
基金
国家自然科学基金优青项目(No.51622509) 装备预研航天科技联合基金项目(No.6141B06240205) 军科委先导专项~~
文摘
传统光学系统由于受到衍射极限的制约,难以实现远场超分辨聚焦与成像。基于超振荡原理的平面超透镜为这一难题提供了可能的解决途径,其在传播过程中可不依赖倏逝波而实现远场超分辨聚焦。利用对各个衍射单元之间的衍射干涉效应进行精确调控,可在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡,从而实现对衍射焦点区域横向和轴向尺寸的可控调节。与传统光学透镜相比,平面超振荡透镜具有光场可控性强、设计自由度大、便于集成等优点,同时借助其远场超衍射极限的光场调控能力,受到衍射光学和微纳光学等领域研究人员的广泛关注。本文主要从实际应用的角度出发,对平面超振荡透镜的研究现状及其应用场景进行了分析和讨论,最后对该类透镜目前面临的问题及对应的解决办法进行了阐述。
关键词
平面透镜 超振荡透镜 超分辨 衍射光学 微纳光学
Keywords
planar lenses super-oscillatory lens super-resolution diffractive optics micro-nano optics
分类号
O436.1
[机械工程—光学工程]
O441.4
[理学—光学]
题名 基于双焦点设计的平面波束扫描透镜天线研究
被引量：1
2
作者
王政 张文静 何应然
机构
中国电子科技集团公司第五十四研究所
出处
《计算机测量与控制》
2019年第12期219-223,228,共6页
文摘
为了提升平面透镜天线的扫描性能,以实现波束扫描或多波束应用,首先研究设计了单焦点平面透镜天线,针对单焦点平面透镜天线在大角度扫描时增益降低太快的问题,引入了反射阵和传统介质透镜的双焦点设计方法;基于阵列天线合成理论,计算了双焦点透镜天线的辐射特性;采用多层金属孔阵列单元,建模了平面透镜天线模型,仿真对比了单焦点透镜和双焦点透镜天线的扫描辐射特性;结果表明,在扫描范围(0~27°)内,双焦点透镜天线的最低增益相对于单焦点透镜天线有明显提升,而且大角度扫描方向图形状也有改善,证明了双焦点的设计方法有效提升了平面透镜的扫描性能。
关键词
无线通信 平面透镜 相位补偿 双焦点 波束扫描
Keywords
wireless communication planar lens phase compensation bifocal beam scanning
分类号
TN82
[电子电信—信息与通信工程]
题名 径向偏振光二值相位型宽带远场超分辨聚焦器件设计
3
作者
祝捷贤 熊亮 孔锤锐 邓琥 武志翔
机构
西南科技大学信息工程学院 西南科技大学极端条件物质特性实验室 西南科技大学制造科学与工程学院
出处
《西南科技大学学报》
CAS
2023年第3期75-81,共7页
基金
国家自然科学基金(62105271) 四川省科技厅支撑计划(2020YJ0160) +1 种基金 西安近代化工研究所开放基金(SYJJ20210411) 西南科技大学博士基金(19zx7160)。
文摘
为克服传统透镜体积大、难以集成化的不足,针对入射波长λ=2500μm的径向偏振光,基于光学超振荡原理设计了透镜半径为20λ、聚焦焦距为5λ、数值孔径NA=0.97的二值相位型宽带太赫兹远场超分辨聚焦器件。仿真结果表明:该远场太赫兹聚焦透镜在λ=2500μm时,在焦平面形成有效聚焦焦点,该焦点半高全宽为0.445λ(1112.5μm),小于阿贝衍射极限(0.5λ/NA=0.518λ),旁瓣比为15.9%,实现了远场超分辨聚焦;设计的透镜在2100~2900μm波长范围内可形成亚波长聚焦焦点,且在2300~2900μm波长范围内能够实现远场超分辨聚焦。相较于传统光学超分辨技术存在的工作距离短、集成困难、带宽较小等问题,该平面透镜设计灵活,具有物理尺寸小、工作距离适中、带宽范围大等优点,可广泛用于集成化的光学系统中。
关键词
远场超分辨聚焦 径向偏振光 平面透镜 宽带
Keywords
Far-field super-resolution focusing Radially polarized light planar lens Broadband
分类号
TN761
[电子电信—电路与系统]
O441.4
[理学—电磁学]
题名 表面等离子体平面金属透镜及其应用
被引量：4
4
作者
朱业传 苑伟政 虞益挺
机构
西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室 西北工业大学陕西省微纳机电系统重点实验室
出处
《中国光学》
EI
CAS
CSCD
2017年第2期149-163,共15页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.51375400 No.51622509) +2 种基金 教育部新世纪优秀人才支持计划 全国优秀博士论文作者专项资金(No.201430) 西北工业大学博士论文创新基金(No.CX201606)~~
文摘
由于衍射极限的存在,传统光学透镜成像分辨率理论上只能达到入射光波长的一半。通过恢复和增强携带物体细部特征信息的高频倏逝波,基于表面等离子体的平面金属透镜有望突破这种光学衍射极限,实现超分辨成像。本文对平面薄膜式与纳米结构式两类平面金属透镜进行了综述,详细介绍了若干典型平面金属透镜的结构设计、工作机理及其聚焦性能,并对其特点与存在的问题进行了分析与讨论。由于光波在金属中传播时存在一定损耗,如何更高效地增强高频倏逝波信号并转换成传播波,使其参与成像,以更好地实现远场超分辨成像,以及如何进一步增大近场超高分辨率聚焦光斑焦深以及减小远场聚焦光斑尺寸,是表面等离子体平面金属透镜进一步研究的重点。
关键词
表面等离子体 平面金属透镜 超分辨成像与聚焦
Keywords
surface plasmons planar plasmonic lenses super-resolution imaging and focusing
分类号
O436.3
[机械工程—光学工程]
题名 基于分形超表面的小型化宽带高透射率平面透镜天线
被引量：3
5
作者
马丽娜 顾昌展 周凌云 毛军发
机构
上海交通大学高速电子系统设计与电磁兼容教育部重点实验室 上海交通大学人工智能教育部重点实验室 中国科学院电磁空间信息重点实验室
出处
《电子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第12期3003-3013,共11页
基金
国家重点研发计划(No.2019YFB2204604)。
文摘
本文提出了一种基于分形透射超表面的X波段小型化宽带高透射率平面透镜天线.单元设计依照天线-滤波-天线的设计思想,满足巴特沃斯响应,实现单元宽带和高透射率特性.利用分形和堆栈结构,进一步扩大天线带宽,同时实现单元小型化.基于上述设计思想,设计了两种同时具有小型化、宽带、高透射率特性的三层透射超表面单元,单元周期仅为4.5 mm(0.15λ_(0)).为验证单元特性,设计、仿真、加工、测试了基于两种设计单元的频率选择表面.仿真和测试结果表明,提出的两种频率选择表面带宽分别为40%和64%,与入射角在60°以内条件下的反射系数(S_(11))和透射系数(S21)的3 dB带宽对应.此外,为了实现透射相位在满足要求特性的尺寸可变范围内的相位360°覆盖,并进一步提高平面透镜天线效率,本文对第二种超表面结构进行改进,提出了一种基于七层透射超表面单元的平面透镜天线,并给出等效电路模型辅助验证.仿真结果表明,本文提出的平面透镜天线的法向最大增益为12.5 dBi,相比馈源高5.25 dB,且具有20%的相对带宽,口径效率高达78%,证明了该天线具有良好的辐射特性.
关键词
宽带 小型化 高透射率 平面透镜天线 分形 超表面
Keywords
broadband miniaturized high transmittance planar lens antennafractal metasurface
分类号
TN82
[电子电信—信息与通信工程]
题名 用于无人机中继数据链的多波束平板透镜天线（英文）
被引量：1
6
作者
黄明 黄秀琼 任然
机构
中国西南电子技术研究所
出处
《电讯技术》
北大核心
2015年第3期238-244,共7页
基金
National Key Technologies R&D Program of China The National Program on Key Basic Research Project(973 Program)~~
文摘
龙伯透镜天线表面放置多个馈源即可在同一频段或跨频段同时产生多个扫描波束跟踪多个目标,针对这一特点,设计了适用于C频段无人机中继数据链的紧凑多波束平板透镜天线。采用矢量球面波函数展开法结合差分进化算法优化设计透镜天线,仿真分析了单个Vivaldi天线照射3层直径160 mm平板透镜天线,天线增益优于传统均匀分层的透镜天线。同时,采用16个Vivaldi天线组成半圆环阵照射平板透镜天线,通过扫描波束的馈电切换,实现宽角范围的多波束覆盖。仿真结果表明：平板透镜天线在宽频带（5.5--9.0 GHz）内具有良好的多波束辐射特性。
关键词
无人机中继数据链 平板透镜天线 龙伯透镜 多波束天线 差分进化算法
Keywords
UAV relay datalink planar lens antenna Luneberg lens multi-beam antenna differential evolution algorithm
分类号
TN82
[电子电信—信息与通信工程]
题名 基于光学变换的平面龙伯透镜天线
被引量：5
7
作者
牛德鹏 羊锦仁 张光甫 付云起
机构
国防科学技术大学电子科学与工程学院 [
出处
《太赫兹科学与电子信息学报》
2016年第3期390-395,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(61571448)
文摘
龙伯透镜天线具有高增益、低副瓣和宽带特性,可以实现多波束,进行大角度扫描等优点,主要应用于卫星通信、电子对抗等领域。但因其体积大、重量大和球形结构不易固定等缺点,在实际应用中受到很大的限制。本文基于光学变换原理设计了一种新型的全介质平面龙伯透镜天线,半径为60 mm,厚度为20 mm,在15 GHz时,天线增益为23 d B,半功率波束宽度为12°,第一副瓣电平低于-23 d B。同时设计了平面和圆弧馈源阵列,在70°范围内实现了较好的多波束覆盖。
关键词
平面龙伯透镜 光学变换 多波束天线
Keywords
planar Luneburg lens optics transform multi-beam antenna
分类号
TN821.5
[电子电信—信息与通信工程]
题名 自聚焦平板波导透镜及其应用
8
作者
刘德明 阎嫦玲 鲁平
机构
华中科技大学光电子科学与工程学院
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2006年第z5期84-90,共7页
基金
国家自然科学基金项目(60477027)
文摘
介绍了一种新颖的自聚焦平板波导透镜(SPWL),利用几何光学方法分析了它的光学特性,得出其传输矩阵,并进行了特殊的结构设计。介绍了实际制备这种透镜的工艺过程,并给出了光纤输出光束经1/4节距的自聚焦平板波导透镜之后输出的近场和远场光斑图,测试结果表明自聚焦平板波导透镜输出近场光斑在 x-z 平面内束宽为1153.3 μm,与根据传输矩阵计算得出的束宽1153.2 μm相符;最后介绍了自聚焦平板波导透镜的三种应用实例:LD 阵列和光纤的耦合、SOA 与单模光纤的耦合、光功率分束器和直波导阵列波导光栅。
关键词
自聚焦平板波导透镜 耦合 阵列波导光栅
Keywords
Selfoc planar waveguide lens Coupler Arrayed waveguide grating (AWG)
分类号
TN256
[电子电信—物理电子学]
题名 基于轻薄硬质超表面的空气声波反射场操控
9
作者
赵玉萍 梁彬 程建春
机构
南京大学物理学院近代声学教育部重点实验室人工微结构科学与技术协同创新中心
出处
《中国材料进展》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第1期22-28,21,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2017YFA0303700) 国家自然科学基金项目(11634006,11374157,81127901)。
文摘
对反射声波的复杂操控是声学研究的基础问题之一,并广泛应用于房间声学设计及噪声能量消除等重要场合。近年来出现的声学超表面为声学功能器件的小型化提供了新的启示,因此如何进一步缩减其尺寸和重量具有重要的物理意义与应用价值。展示了一种轻薄超表面结构对低频空气声波所产生反射声场的高效、精准操控。通过理论计算证明了利用简单的扁平中空结构,可在不显著牺牲能量反射率及结构强度的前提下,通过调控单个结构参数产生0~2π范围内的反射相位,同时避免了制备难度高和增加器件重量的复杂内部结构,因此具有尺寸超薄(λ_(0)/20)、重量轻盈、反射率高及制备简单等优势。通过实现任意角度的异常反射、基于超薄平面透镜的可调声聚焦、构建平面棱锥镜产生类贝塞尔声束3个典型例子展示了该器件对反射声波的丰富操控性能。实现基于轻薄超表面对反射声场的操控,有助于新型平面声学器件的研究与应用,并有望在建筑声学、噪声控制、扬声器设计等领域中产生重要价值。
关键词
声学 超表面 声波操控 异常折射 超薄平面聚焦透镜 超薄平面棱锥镜
Keywords
acoustics metasurface acoustic manipulation anomalous reflection ultrathin planar focusing lens ultrathin flat acoustic axicon
分类号
O42
[理学—声学]
题名 平面微透镜阵列的叠栅放大理论和实验研究
10
作者
张睿 曹从军
机构
西安理工大学印刷包装与数字媒体学院
出处
《光学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期301-306,共6页
基金
广东省科技厅产学研重大合作项目(2012A090300009)
文摘
平面微透镜阵列与匹配的微图案阵列叠合时,会产生叠栅效应,在微透镜阵列立体防伪技术和高精度测量方面具有潜在的应用价值。基于游标叠栅效应原理建立了叠栅图案的放大倍数和方向与微图案阵列层、平面微透镜阵列层矢量之间的关系式,即叠栅图案相对于微图案的放大倍数约等于微透镜阵列周期矢量与平面微透镜阵列、微图案阵列周期矢量差的比值,该公式能够预测微图案映射的位置和大小。采用孔径边长为0.3 mm、周期为0.315 mm的方形孔径平面微透镜阵列与不同周期、角度的微图案贴合进行验证,叠栅图案的位置、大小的实验结果与理论预测一致。
关键词
光学器件 平面微透镜阵列 叠栅图案 周期 放大倍率
Keywords
optical devices planar micro-lens arraymoiré patterns period magnification
分类号
O436
[机械工程—光学工程]
