Author Affiliations
Abstract
1 Sun Yat-sen University, School of Microelectronics Science and Technology, Zhuhai, China
2 Sun Yat-sen University, Guangdong Provincial Key Laboratory of Optoelectronic Information Processing Chips and Systems, Zhuhai, China
On-chip focusing of plasmons in graded-index lenses is important for imaging, lithography, signal processing, and optical interconnects at the deep subwavelength nanoscale. However, owing to the inherent strong wavelength dispersion of plasmonic materials, the on-chip focusing of plasmons suffers from severe chromatic aberrations. With the well-established planar dielectric grating, a graded-index waveguide array lens (GIWAL) is proposed to support the excitation and propagation of acoustic graphene plasmon polaritons (AGPPs) and to achieve the achromatic on-chip focusing of the AGPPs with a focus as small as about 2% of the operating wavelength in the frequency band from 10 to 20 THz, benefiting from the wavelength-independent index profile of the GIWAL. An analytical theory is provided to understand the on-chip focusing of the AGPPs and other beam evolution behaviors, such as self-focusing, self-collimation, and pendulum effects of Gaussian beams as well as spatial inversions of digital optical signals. Furthermore, the possibility of the GIWAL to invert spatially broadband digital optical signals is demonstrated, indicating the potential value of the GIWAL in broadband digital communication and signal processing.
achromatic lens self-focusing lens graded-index lens waveguide array broadband focusing graphene plasmon 
Advanced Photonics Nexus
2023, 2(5): 056003
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
李磊 1,2,3,*张波 1夏彦文 1彭志涛 1[ ... ]孙志红 1
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900
2 等离子体物理重点实验室, 四川 绵阳 621900
3 中国工程物理研究院研究生院, 北京 100088
提出了一种基于自聚焦透镜耦合单模光纤测量调频小宽带脉冲时间波形的技术方案。理论分析和实验结果表明:自聚焦透镜耦合光纤的取样能量随透镜与光束夹角增大而减小,但同一角度下各级次光谱耦合效率一致,取样过程不会引入附加的调频-调幅(FM-AM)效应,耦合效率下降一半时允许的光束角漂量为1 mrad。该技术方案除具有便于集成、低成本、抗光束扰动能力和电磁干扰能力强等优点外,还通过自聚焦透镜扩大了取样面积,有效提高了取样能量,并抑制了光束截面能量起伏对测量系统的不良影响。该技术方案为高功率激光装置脉冲波形测量技术的改进研究提供了一定的理论和实验基础。
测量 自聚焦透镜 脉冲时间波形 高功率激光 
中国激光
2017, 44(5): 0504002
作者单位
摘要
1 上海大学 精密机械工程系,上海 200072
2 近地面探测技术重点实验室,江苏 无锡 214035
3 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室,天津 300072
提出了基于曲线拟合的光纤透镜聚焦常数的测试方法,用于超小自聚焦光纤探头研制过程中聚焦常数的直接测试。基于自聚焦光纤透镜模型及其折射率分布特征,研究了测量自聚焦光纤透镜聚焦常数的二次多项式拟合和线性化拟合算法。论述了聚焦常数对超小自聚焦光纤探针传光性能的影响。利用光纤端面折射率测试仪测试自聚焦光纤的折射率分布轮廓曲线,根据二次多项式拟合和线性化拟合算法分别求得聚焦常数和中心折射率。实验结果显示,利用二次多项式拟合算法和线性拟合算法求出的聚焦常数分别为5.587 mm-1和5.513 mm-1,与厂家的标称值5.5 mm-1基本吻合,表明曲线拟合算法适用于对自聚焦光纤透镜聚焦常数的测量与分析。
自聚焦透镜 光纤透镜 微小光学探头 曲线拟合 聚焦常数 self-focusing lens optical fiber lens small optical probe curve-fitting focusing constant 
光学 精密工程
2015, 23(12): 3309
作者单位
摘要
西安石油大学光电油气测井与检测教育部重点实验室, 陕西 西安 710065
基于气体近红外选择性吸收理论和Beer-Lambert定律,研究了硫化氢气体的拉曼散射特性,同时采用宽带光源光谱吸收检测技术对H2S气体进行检测。将自聚焦透镜作为光纤准直透镜和聚焦透镜,并将其应用于透射型气室。同时,提出了在透射式气室中将多对自聚焦透镜组串联使用以增加吸收光程的方法,该方法可以明显提高气室的检测灵敏度。通过分析实验测得的H2S吸收曲线,得到系统的灵敏度为3.672×10-4 μW/(μL/L),分辨率为122.5 μL/L。
光谱学 H2S吸收谱 自聚焦透镜 气室 光纤气体传感 
激光与光电子学进展
2013, 50(7): 073001
作者单位
摘要
西南科技大学 理学院,绵阳 621900
为了获得方形自聚焦透镜的折射率分布,提出了一种求解其折射率分布的半经验方法。该方法利用圆形边界条件下获得的扩散方程的解去近似方形边界条件下扩散方程的解,该近似解中的4个待定系数用雅明干涉法测得的方形自聚焦透镜4个位置点上的折射率来确定。该方法避免了在方形边界条件下求解扩散方程的复杂过程,得到的半经验公式形式简单、计算方便,利用半经验公式计算得到的折射率与实验结果吻合得较好,二者之间的最大相对误差为0.94%,平均相对误差不超过0.3%。该公式为以后研究方形自聚焦透镜阵列成像问题提供了可供参考的理论依据。
信息光学 折射率分布 雅明干涉 方形自聚焦透镜 information optics refractive index distribution Jamin interference square self-focusing lens 
激光技术
2010, 34(2): 268
作者单位
摘要
华中科技大学 机械学院,武汉 430074
自聚焦锥透镜与圆柱透镜相比较,有其特殊之处。柱透镜在近轴平行光入射时,光线的振幅、相位、周期保持不变,而锥透镜的三者均发生变化,而且求解锥透镜的光线方程也比圆柱透镜复杂得多。本文推导了一个锥透镜的光线方程。可据此设计经过锥透镜后的光源大小,这在微系统照明中非常有用。
自聚焦透镜 折射率分布系数 柱透镜 锥透镜 self-focusing lens refractive index distribution coefficient cylindrical lens conelens light equation 
应用光学
2006, 27(2): 0163
作者单位
摘要
西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,西安,710072
在光纤数字全息光路中引入自聚焦透镜,利用其特有的成像特性,作为物光波的中继传输器件,构成一套紧凑型光纤数字无透镜傅里叶变换全息记录系统,以实现对微小物体的全息记录与数值再现.研究结果表明,结合自聚焦透镜和光纤数字全息术的特点,不仅可使光学测试系统紧凑、微型化,而且还可以对一些特殊环境、光线难以直接到达的隐藏区域或封闭系统内部进行测量.
自聚焦透镜 光纤数字全息术 无透镜傅里叶变换全息图 数值再现像 Self-focusing lens Fiber digital holography Lensless Fourier transform hologram Reconstructed image 
光子学报
2005, 34(12): 1829
作者单位
摘要
哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,哈尔滨,150001
运用傅里叶光学方法,分析并推导了自聚焦透镜的三维相干成像公式.研究表明,虽然自聚焦透镜中介质折射率是径向渐变折射率分布,不同于薄透镜中的均匀分布,但是由于它的三维相干成像性质却类似于薄透镜,从而使自聚焦透镜可以在成像和光学信息处理系统中有效地代替薄透镜,实现光学系统的微型化.
自聚焦透镜 三维相干传递函数 梯度折射率 傅里叶光学 变折射率光学 
光学学报
2002, 22(12): 1484
作者单位
摘要
西安应用光学研究所,陕西 西安 710065
介绍自聚焦透镜列阵的成像原理、制作工艺及设计方法,并就应用前景作一简要分析。
自聚焦透镜 透镜列阵 应用 self-focusing lens lens array application 
应用光学
2000, 21(1): 28

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