基于波矢積分的廣義菲涅耳波帶板及其聚焦特性研究.pdf

1、菲涅爾波帶板(FZP)是一種常用的二元衍射元件。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于制備及波長適用范圍廣的特點，F(xiàn)ZP已廣泛應(yīng)用于科學(xué)和技術(shù)諸多研究領(lǐng)域。特別是在極紫外和X射線波段，基于FZP的聚焦和成像技術(shù)已經(jīng)顯示出了巨大的優(yōu)勢和潛力。圓對稱Airy加速光束是一種不同于傳統(tǒng)會聚球面波的新型聚焦光束；它所具有的突然自聚焦特性已經(jīng)在激光醫(yī)學(xué)、光學(xué)微操縱、光學(xué)顯微成像等研究領(lǐng)域顯示出了潛在的應(yīng)用價值。本文重點研究了基于菲涅爾波帶板產(chǎn)生各種新型聚焦光束的

2、理論和方法；提出一種基于波矢積分設(shè)計具有不同聚焦方式的新型菲涅爾波帶板的新方法；成功地得到了計算具有不同聚焦方式的所謂廣義菲涅爾波帶板半波帶的解析式；定量分析了產(chǎn)生具有拋物線聚焦軌跡的菲涅耳波帶片板的聚焦特性，確定了最佳設(shè)計參數(shù)等。論文主要內(nèi)容如下：
　　1.闡述了Airy加速光束和突然聚焦光束的基本概念、研究背景和進展，衍射光學(xué)元件和Fresnel波帶板的研究背景和進展。
　　2.介紹了基于標量衍射理論和快速傅立葉變換模擬

3、計算二維衍射光場的方法；提出并研究了基于Hankel變換的徑向?qū)ΨQ衍射光場的快速模擬計算方法，給出了基于Matlab的模擬計算實例和比較分析。
　　3.歸納了計算全息衍射光學(xué)元件和Fresnel波帶板衍射光學(xué)元件的設(shè)計理論和方法。研究了一種提高Fresnel波帶板聚焦分辨本領(lǐng)的設(shè)計方法并給出了設(shè)計實例。
　　4.提出一種具有不同聚焦方式的新型菲涅爾波帶板的設(shè)計方法。通過把計算傳統(tǒng)菲涅爾波帶板半波帶的公式重新執(zhí)行到波矢空間，我