Practical Computer Aided Lens Design Chapter B.3 The Cooke Triplet and Tessar Lenses

基于两点转换和光波耦合控制相移的思想提出的U型波导耦合单微环的谐振滤波器结构。利用传输矩阵法推导了此结构的数学模型，采用Matlab模拟了输出端口谱线形状。当​​微环与U型波导的两个替换点之间的距离为微环周长的整数倍时，此新型微环谐振滤波器比传统的双直耦合耦合单微环滤波器的自由光谱范围增加1倍。针对该结构参数，同时讨论了转换系数对输出谱线的影响，转换为转换系数为0.018时，输出谱线具有最佳的消光比，同时保持窄的带宽和高的品质因数。

利用条纹泽尼克多项式来表征自由曲面的光学元件，并将多项式中表示初级球差、彗差、像散项转换为矢量形式。利用矢量波像差理论,研究了自由曲面光学元件校正光学系统初级像差的特性。通过分析可知，自由曲面在光学系统中不同位置时所校正的像差特性不同。当自由曲面位于光学系统的孔径光阑（入瞳或出瞳）上可以校正光学系统全视场内为常数的初级像差；当自由曲面远离孔径光阑时，由于轴外视场成像光束口径的缩放与偏移，自由曲面可以校正非对称初级像差，且不同初级像差与视场依据关系不同。

西电工程光学往年题和试卷，以及部分题库，习题来源，我来解救一波和我一样被光学支配的孩子们。（内含物光院、电院、智能院的考试题和复习资料）

在用于自由立体显示的柱面透镜光栅的设计中,针对用理想光学系统思想计算的数据不够精确,用光学软件计算的数据往往不符合实际要求且需反复尝试,提出用光线追迹建立数学模型的方法设计柱面透镜光栅参数。将观看距离、柱面透镜光栅离显示屏距离以及柱面透镜光栅的焦斑大小共同作为参数设计的依据。分析了柱面透镜曲率半径和焦斑大小,以及柱面透镜厚度和焦斑大小的变化关系。采用该方法为19 inch (48.26 cm)平面显示屏设计了一组柱面透镜光栅参数,并用光学设计软件ASAP模拟了该系统的视区分布。结果表明该柱面透镜光栅的视区分布比较理想,宽度为65 mm,满足高性能自由立体显示的要求。

为了实现微型数字光处理(DLP)投影仪的超短投影距离的目的，先根据成像关系计算构建了非球面光学曲面的面型，再对投影镜头整体优化，设计了一个含有两片奇次多项式非球面的广角投影物镜。镜头的物方F=2，焦距4 mm，像方视场角128°，像方0.4 lp/mm（截止频率）处调制传递函数(MTF)大于0.6，最大畸变的绝对值0.9%，镜头总长100 mm，最大口径Φ=80 mm。设计结果表明，该设计方法可以使大角度、超短投影距离的投影镜头摆脱常用折反射式结构，全透射式的光学结构可以真正实现发光二极管光源照明DLP投影仪的微型化、投影距离超短化。

以二维三角晶格光子晶体为研究对象，在该光子晶体中引入两行平行的单模线缺陷波导，以一行耦合介质柱为间距，通过调节部分耦合介质柱的折射率，构筑了光子晶体异质结耦合波导光开关结构。利用平面波展开法和定向耦合原理计算了在不同入射光频率下，缺陷波导间耦合介质柱的折射率不同时的耦合长度，确定了合适的光子晶体异质结耦合波导光开关的结构参数。利用时域有限差分法研究了该光开关中耦合介质柱的折射率变化及异质结构介质柱的位置分布对光信号输出路径的影响。结果表明，通过改变该结构中耦合介质柱的折射率可以改变光的输出路径，可实现光的开关行为。并且异质结构介质柱位置的随机分布对该光开关的影响不大，有助于光子晶体新型滤波器、定向耦合器、波分复用器以及光开关等光子器件的研究。

提出了一种基于三角晶格的1550 nm波段的光子晶体结构。为了使带隙最大，选取占空比（半径和光子晶体晶格常数的比值）为0.3,采取点缺陷和线缺陷相结合的直接耦合结构。基于Rsoft软件的时域有限差分方法(FDTD)方法仿真计算，对缺陷模、透射谱和时域稳态响应图进行了分析。计算了光开关的插入损耗、消光比和响应时间。结果表明，插入损耗为0.3957 dB，消光比为56.699 dB，响应时间为102.14 ps。该光开关结构的性能较好，可以完全满足现代应用的需求。

硅基液晶(LCOS)空间光调制器件的特点是反射光成像，要求照明光束发散角小，均匀性好。对此，设计了由抛物型反光碗、复眼透镜、偏振分光棱镜、聚光镜等组成的用于LCOS 的照明系统，对抛物反光碗以及复眼透镜各参数的设计原理做了详细分析，具体包括光源出射角度，光源的总体长度，所需均匀照亮的尺寸，抛物反光碗各参数对出射角度的影响，其实现原理主要包括复眼透镜匀光理论。设计要求光源出射角度小于10°，总体长度为220 mm，均匀照明面积为20 mm×20 mm，最后给出聚光透镜组的设计结果，使光线聚焦到LCOS 表面，照度值要达到0.35 lx/m2，其不均匀度在15%以内。进一步使用Lighttools 软件，对其进行仿真，由照度曲线图和照度栅格图可知，设计结果满足设计要求。

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