作者单位
摘要
北京航空航天大学 电子信息工程学院 电磁兼容技术研究所,北京 100191
现有的反射面电磁成像系统体积庞大,无法满足机载、车载、无人机等应用平台要求。针对此类问题,研究了龙伯透镜的结构特性和成像特性,设计了大视场龙伯透镜电磁成像系统,利用空不变成像特性进行超分辨图像处理,实现了快速、大视场、宽频带、高分辨电磁辐射源分布成像。计算了口径300 mm带球核分层龙伯透镜参数,仿真了4~18 GHz龙伯透镜焦弧面场强分布,验证了龙伯透镜空不变的成像特性及其超分辨算法的有效性。实验对比了抛物反射面电磁成像系统和本文龙伯透镜电磁成像系统的体积、成像范围、源数目和分辨率,结果证明了本文系统的优越性,同样分辨率下,达到了方位角及俯仰角均为40°的大视场范围。
大视场电磁成像 龙伯透镜 空不变 图像超分辨 large field of view Luneburg lens space invariant super-resolution 
强激光与粒子束
2024, 36(4): 043017
Author Affiliations
Abstract
Institute of Electromagnetics and Acoustics and Department of Physics, Xiamen University, Xiamen 361005, China
It is well known that cats have fascinating eyes with various colors, such as green, blue, and brown. In addition, they possess strong night vision ability, which can distinguish things clearly even in a poor light environment. These drive us to reveal the secrets behind them. In fact, cats’ eyes can be considered as special lenses (which we would like to mimic by using a Luneburg lens). We make an analysis of the role of photonic crystals behind the lens and demonstrate that the integration of photonic crystals into Luneburg lens can be regarded as a retroreflector and greatly improve the light focusing intensity of the lens in a broad band of frequencies. This wonderful bioinspired phenomenon is expected to design more interesting and serviceable devices by combining photonic crystals with transformation optics.
cats’ eyes Luneburg lens tapetum lucidum photonic crystals 
Chinese Optics Letters
2022, 20(1): 012202
作者单位
摘要
南京航空航天大学理学院,江苏 南京 211106
针对由平面或球面反射镜构成的传统激光谐振腔调节要求精度高、允许转动失调角度小的缺点,将Luneburg lens与球形全反射面组合作为光束回射器件,分别对高斯光束在不同入射角,且中心轴线与Luneburg lens光轴不同距离情况下回射器的反射特性进行数值模拟。结果表明:即使在Luneburg lens线度小至光波波长的数十分之一情况下,该回射器对分布在角向、横向上较大范围内的入射高斯光束仍均能实现方向性好、反射能量稳定的逆向反射。因此,将其作为激光器的光学谐振腔镜理论上可行,且具有调节要求低,腔长横向、角向移动范围大等优点,且该回射器的尺度小,易于实现谐振腔镜的小型化。
成像系统 Luneburg lens 逆向反射 高斯光束 激光谐振腔 
光学学报
2021, 41(18): 1811002
作者单位
摘要
四川大学电子信息学院, 四川成都 610065
基于3D打印技术设计、制造了一种具有波瓣等化特性的工作在 X波段的多波束龙伯透镜天线。透镜所需梯度变化的相对介电常数通过改变透镜每个单元的介质填充率得到。运用一组双模圆锥喇叭天线作为馈源, 从而产生具有波瓣等化特性的多个波束。实验证明, 该天线能够在三维空间产生多个波束, 在水平和俯仰方向覆盖 ±20o的范围, 各波束辐射特性几乎相同。天线的最高增益为 22 dBi, 3 dB波束宽度为 8o, 具有高增益和良好的聚焦特性。由于该天线制造简单、快速且成本低, 凭借其良好的工作特性, 在雷达、探测、传感等领域有着良好的应用前景。
3D打印 多波束天线 梯度折射率 龙伯透镜 波瓣等化 3D printing multi -beam antenna gradient index Luneburg lens lobe equalization 
太赫兹科学与电子信息学报
2021, 19(2): 275
Lei Zhang 1,2Lin Wang 1,2Yanqing Wu 1,3,*Renzhong Tai 1,3,**
Author Affiliations
Abstract
1 Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Shanghai Synchrotron Radiation Facility, Shanghai Advanced Research Institute, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201204, China
In a single nanoscale device, surface plasmon polaritons (SPPs) have potential to match the different length scales associated with photonics and electronics. In this Letter, we propose an accurate design of a plasmonic metasurface Luneburg lens (PMLL) accommodating SPPs. The simulations indicate that the full width at half-maximum is 0.42 μm, and the focus efficiency is 78%. The characters of a PMLL have robustness to manufacturing errors. The PMLL is applied in a 10 μm long compact coupler model, which couples the SPPs to the 40 nm wide output waveguide. The couple efficiency is higher than that of a conventional taper coupler in a broad bandwidth. The design is compatible with standard lithography technology.
Luneburg nano-coupler plasmonics 
Chinese Optics Letters
2020, 18(9): 092401
Morse lens [Invited]Download:711次
Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Electromagnetics and Acoustics and Key Laboratory of Electromagnetic Science and Detection Technology, Xiamen University, Xiamen 361005, China
2 Department of Electrical and Electronics Engineering, Xiamen University Malaysia, 43900 Sepang, Selangor, Malaysia
In this Letter, we find that Morse potential (proposed about 90 years ago) could be connected to Coulomb potential (or Newton potential) and harmonic potential (or Hooke potential) by conformal mappings. We thereby design a new conformal lens from Morse potential, Eaton lens, and Luneburg lens and propose a series of generalized Eaton/Luneburg lenses. We find that this Morse lens is a perfect self-focusing asymmetric lens that differs from a Mikaelian lens. Our theory provides a new insight to Morse potential and other traditional potentials, and revisits their classical applications on designing lenses.
Morse lens generalized Eaton/Luneburg lenses asymmetric self-focusing 
Chinese Optics Letters
2020, 18(6): 062403
作者单位
摘要
郑州大学 信息工程学院 河南省激光与光电信息技术重点实验室, 河南 郑州 450052
大多数渐变光子晶体渐变透镜都是以正方晶格或三角晶格排布为基础, 并且多选择硅或二氧化硅等高折射率材料, 研究的波段多为红外波段。随着可见光通信技术的发展, 在可见光波段研究低折射率材料的自聚焦透镜变得很有意义。为了迎合这种需求, 提出了Sun-flower型渐变光子晶体自聚焦透镜。首先, 通过比较TE和TM两种偏振模式Sun-flower渐变光子晶体朗伯透镜在可见光波段的会聚强度, 发现TM型的会聚效果远远优于TE型。然后, 以TM型Sun-flower渐变光子晶体为基础设计圆柱形自聚焦平板透镜, 通过光场传输的模拟计算给出平板透镜在可见光波段自聚焦的拍长, 进一步优化平板透镜会聚光强设计透镜的层数, 结果表明在层数为22时效果最佳。最后, 讨论了列数的减少对平板透镜的影响, 结果表明随着列数的减少光强减弱。这对于制作出高性能会聚效果、短焦距、小体积的光学集成器件有重要的指导意义。
自聚焦透镜 渐变光子晶体 朗伯透镜 平板透镜 self-focusing lens Sun-flower Sun-flower graded photonic crystals luneburg lens flat lens 
红外与激光工程
2017, 46(11): 1120002
作者单位
摘要
1 Institute of NO. 54, China Electronics Technology Group Corporation, Shijiazhuang Hebei 050081, China
2 School of Electronic Engineering, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu Sichuan 611731, China
Luneburg lens by drilling holes 3-D printing technique permittivity 
太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(4): 646
作者单位
摘要
国防科技大学 新型陶瓷纤维及其复合材料国防科技重点实验室, 湖南 长沙 410073
龙伯透镜天线是一种独特的渐变折射率透镜天线, 但因为某些缺陷其应用受到限制。近年来, 人们采用变换光学方法和超材料理论设计了许多以平板龙伯透镜为代表的新型透镜天线。本文对比总结了变换光学设计透镜的3种方法, 即坐标变换法、保角变换法和准保角变换法; 指出了准保角变换法由于设计灵活、可使用全介电材料制备而更具研究和应用前景; 详细阐述了准保角变换法设计透镜的原理和步骤; 介绍了国内外关于透镜变换和制备具有影响力的研究成果; 指出了变换光学透镜天线今后的研究方向。
透镜天线 龙伯透镜 变换光学 超材料 准保角变换法 lens antenna Luneburg lens transformation optics metamaterial quasi-conformal mapping 
中国光学
2017, 10(2): 164
作者单位
摘要
1 国防科学技术大学 电子科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
2 61886部队, 北京 100000
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 dB, 半功率波束宽度为12°, 第一副瓣电平低于-23 dB。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。
平面龙伯透镜 光学变换 多波束天线 planar Luneburg lens optics transform multi-beam antenna 
太赫兹科学与电子信息学报
2016, 14(3): 390

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