電控全息可變焦透鏡的性能研究.pdf

1、隨著二元光學(xué)和集成光學(xué)的發(fā)展,傳統(tǒng)光學(xué)元件正向著小型集成化和性能可調(diào)控的方向前進。傳統(tǒng)透鏡系統(tǒng)的體積較大、變焦速度慢、穩(wěn)定性較差,透鏡系統(tǒng)的小型化和焦距調(diào)控的高速化是當(dāng)前研究的前沿和難點。本課題利用錳摻雜鉭鈮酸鉀鈉(Mn:KNTN)晶體的電控全息特性,發(fā)揮其電光系數(shù)大、衍射效率高、響應(yīng)速度快的優(yōu)點,開展電控可變焦全息透鏡的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
　　首先,對Mn:KNTN晶體的性能進行研究。Mn:KNTN晶體是用頂部籽晶助溶劑法生長得到。

2、首先通過電橋法測量得到晶體的介電常數(shù)與溫度關(guān)系曲線從而得到晶體的居里溫度;利用橢偏儀得到了波長范圍為400nm-900nm時Mn:KNTN晶體的折射率色散曲線;然后利用Mach-Zehnder干涉法測量晶體的二次電光系數(shù),得到了不同溫度下的電光系數(shù)關(guān)系;最后用二波耦合裝置測量了晶體的電控衍射性能,通過實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)Mn:KNTN晶體具有優(yōu)良的電控全息特性。
　　然后從理論上研究電控全息可變焦透鏡。采用平面波與柱面波在Mn:KNTN晶

3、體內(nèi)干涉寫入相位型菲涅耳波帶片(折射率光柵),通過外加電場和空間電荷場的共同作用調(diào)控相鄰波帶之間的相位差。隨著外加電場的變化,透鏡的焦點發(fā)生改變,改變后焦點所在位置是原透鏡的次焦點。說明變焦透鏡的焦點變化是由主焦點逐漸向次焦點變化。
　　最后,根據(jù)理論模擬的結(jié)果,在實驗中建立基于錳摻雜鉭鈮酸鉀鈉晶體的電控全息可變焦透鏡系統(tǒng)。隨著外加電壓的增大,衍射場中固定一點的衍射光強逐漸降低,由衍射可以判斷透鏡的焦點發(fā)生改變。因此,基于錳摻雜鉭