波帶片的設(shè)計(jì)及其衍射特性研究.pdf

1、近二十年來(lái)，作為聚束和聚焦元器件的菲涅耳波帶片因其在實(shí)現(xiàn)極紫外成像、X射線成像與對(duì)原子束聚焦等方面的應(yīng)用與前景，受到了廣泛關(guān)注。由于幾乎已知的所有材料在X射線波段的折射率都非常接近于1，菲涅耳波帶片在X射線的光學(xué)成像上顯得尤為重要。因此，大量研究都致力于提高菲涅耳波帶片的空間分辨率，以期能夠發(fā)展出設(shè)計(jì)和制造具有納米級(jí)空間分辨率波帶片的技術(shù)。人們已經(jīng)對(duì)菲涅耳波帶片的像差與衍射等許多光學(xué)性質(zhì)做了深入研究。最近，一些關(guān)于波帶片的有趣工作，如光

2、子接收器、分形波帶片、螺旋波帶片、螺旋分形波帶片等相繼報(bào)道。本論文的主要目的是設(shè)計(jì)一些新型波帶片，研究其光學(xué)性質(zhì)并探索它們的潛在應(yīng)用.
　　 在第一章中，主要介紹了菲涅耳波帶片的聚焦特性與制作方法等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，并對(duì)波帶片的發(fā)展與研究現(xiàn)狀作了簡(jiǎn)要回顧。
　　 在第二章中，主要介紹了應(yīng)用氦氖激光和納米碳白光點(diǎn)光源照射部分位相型菲涅耳波帶片的衍射和色散實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，部分方形位相型菲涅耳波帶片可以產(chǎn)生具有與完整圓形位相型

3、菲涅耳波帶片類似的主焦點(diǎn)，而部分圓形位相型菲涅耳波帶片則仍然具有主焦點(diǎn)與三級(jí)衍射次焦點(diǎn).相關(guān)的數(shù)值模擬表明，部分位相型菲涅耳波帶片的衍射與色散效應(yīng)可以較好地以完整波帶片的衍射級(jí)次來(lái)解釋。
　　 在第三章中，提出了一種可以實(shí)現(xiàn)軸上衍射光強(qiáng)為零的新型方形螺旋相位菲涅耳波帶片。通過(guò)數(shù)值計(jì)算，研究了該類具有不同廣義拓?fù)浜傻牟◣难苌涮匦?，發(fā)現(xiàn)可以產(chǎn)生空心光束，同時(shí)，給出了產(chǎn)生零光軸衍射光強(qiáng)廣義拓?fù)浜尚铦M足的條件。
　　 在第四

4、章中，提出了一種圓形螺旋相位菲涅耳波帶片，分別研究了拓?fù)浜蔀檎麛?shù)型和分?jǐn)?shù)型該類波帶片的聚焦特性，數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拓?fù)浜蔀檎麛?shù)型的波帶片可以產(chǎn)生圓形的空心光束，并且可以通過(guò)波帶總環(huán)數(shù)與拓?fù)浜蓙?lái)調(diào)控。同時(shí)，拓?fù)浜蔀榉謹(jǐn)?shù)型的波帶片也可以產(chǎn)生非對(duì)稱的空心光束。
　　 在第五章中，通過(guò)完全相同的圓形、橢圓和雙曲菲涅耳波帶片的兩兩疊加，以及通過(guò)改變計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示的菲涅耳波帶片尺寸從而產(chǎn)生摩爾條紋的方法，得到了系列摩爾波帶片。開(kāi)展了相應(yīng)