一、平面波干涉场的模拟实现（论文文献综述）
李诺伦[1]（2021）在《基于涡旋光的外差干涉微位移测量研究》文中进行了进一步梳理涡旋光作为一种具有螺旋型波前相位和中心相位奇点的矢量光场,其干涉图像中存在条纹叉分现象,独特的干涉特性使涡旋光的干涉图像具有较高的对比度。随着涡旋光理论的不断完善,利用涡旋光干涉特性进行高精度测量的研究也日益增加。为了满足机械加工和制造领域对高精度测量的需求,将涡旋光应用于微测量领域,对推动涡旋光研究和光学非接触测量领域的发展具有重要意义。基于涡旋光的干涉特性和外差干涉测量的优势,本论文将涡旋光与外差干涉测量相结合,对运动物体的微位移测量应用进行了研究。根据涡旋光与涡旋光的干涉理论,本论文设计了基于二次布拉格衍射的双涡旋光外差干涉实验方案,在方案中,由空间光调制器产生的涡旋光被分束器分为传输方向互相垂直的参考光和测量光,两光束各自经声光调制器的二次布拉格衍射后被调制为不同频率,同时测量光束中携带有运动物体的微位移信息,两光束合束后产生外差干涉,为获得待测的位移信息,利用归一化互相关算法对相机采集的图像进行处理,提取出相机采集到的图像的变化频率,然后再根据多普勒频移求解出物体的运动速度,最后根据相机采集时间计算获得了物体的运动位移。为了获得较高的测量精度,实验前先对空间光调制器的灰度进行测量和校正,确认多普勒频移的方向和涡旋光参数。在此基础上,利用本文设计的方案对压电陶瓷的运动进行了测量和计算,验证了设计方案的合理性和准确性,实现了基于涡旋光的外差干涉微位移测量研究。
姚东[2]（2021）在《大视场白光干涉三维形貌测量关键技术研究》文中认为大尺寸、高精度三维形貌测量技术在超高精度加工检测领域发挥着重要的作用,相关仪器设备的研发关乎国家核心竞争力,对于我国制造业发展具有重要意义。本文的研究对象是分米级尺度视场、微米级横向分辨率、纳米级矢高分辨率的超高精度测量问题。本文的基本理论是白光干涉测量理论。本论文从仪器总体实现角度着手,目的是突破大视场高精度三维形貌测量领域的关键技术,具体包括大视场双远心Michelson干涉镜头设计及检测技术、宽谱段高准直度均匀照明系统设计技术、适用于杂光干涉叠加和光谱退化现象的三维形貌解算方法等。本研究主要开展了以下工作:1、介绍了课题研究背景和三维形貌测量技术应用领域,系统回顾了三维形貌测量技术实现机理,分析了现有技术的优势及不足,总结出国际上主流测量技术的分布框架图,介绍了三维形貌测量技术的国内外发展状况,说明了我国在“大视场高精度三维形貌测量”领域的技术空白性。2、创新性提出照明成像一体化Michelson白光干涉结构,基于干涉叠加理论和部分相干光理论,开展成像Michelson白光干涉结构的适用性分析。有别于先前公式的表达形式,提出了应用零级干涉条纹极值点和空间延迟量做和求解矢高分布的新思路,讨论了干涉图潜在影响因素,分析了干涉场的基本特征,指出干涉叠加将引起干涉图包络极点的偏移,分析了采用零级极值求解和偏移量补偿相结合来提高三维形貌矢高计算精度的可行性。3、完成了照明成像一体化Michelson白光干涉系统的优化设计,在宽谱段、大视场条件下对系统特性做出了详细分析,明确光学系统边界限制。完成了成像系统的设计及测试,在大视场成像的条件下系统畸变优于0.03%,在目标空间分辨率45lp/mm下,具有高于90%的概率使MTF值达到0.6,应用分辨率号板法和干涉仪测量法验证了镜头全视场下的空间分辨率特性。在照明光学系统部分,采用复杂化科勒照明结构,在100mm×100mm的照明区域内实现了准均匀照明,照明不均匀度小于3%,照明光线相对测量平面法线的入射角小于1°,总辐射光谱能量密度为475W/m2。4、构建了大视场双远心Michelson干涉成像系统物理光学仿真模型,利用该模型分析了光源光谱积分波长的步进值对干涉图的影响、谱段带宽对条纹对比度的影响和多重干涉叠加对干涉测量效果的影响。研究发现分光棱镜的两个临近物方焦平面的工作面会产生杂光干涉场,重点分析了该杂光干涉场叠加对目标信号干涉场产生的退化效应,研究分析了条纹畸变和条纹展宽的可能诱因。5、提出了并验证了“多峰联动零级极点偏置补偿法”,完成了算法的标定、验证和测试。搭建了Michelson白光干涉测量试验系统,同时完成开发系统驱动软件开发。总结了现有的三维形貌解算方法,对比插值法、重心法和傅里叶变换法对标准台阶形貌解算结果,分析了多重干涉叠加效应和光谱退化效应对干涉图的影响。提出并验证了“多峰联动零级极点偏置补偿法”,给出了此方法的测量结果,最后分析了该方法的适用性。
杨柳[3]（2021）在《用于平板波导的体全息光栅制作方法研究》文中认为体全息光栅（Volume Holographic Grating,VHG）因具有衍射效率高、制备简单、噪声低、分辨率高等优点已经被广泛用于波导显示、移动导航等领域。近年来,随着我国在科技军事等方面的高速发展,对头盔显示器、AR等显示系统的各项指标提出了更高的要求。其中VHG作为整个显示系统最核心的光学元件,具有体积小、重量轻等优点,可以实现入射光线的耦入和耦出功能,结合体全息光栅的衍射特性和波导内部的全反射特性,可在平板波导显示系统中得到高质量、大出瞳的图像输出。为了解决平板波导传输过程中衍射效率较低的问题,本文从提高VHG衍射效率出发,分别开展了理论计算、仿真模拟及样片制备的研究,这对于进一步拓展全息光学元件的应用范围具备重要的意义。首先从平板波导显示系统体全息光栅的原理进行展开,对具备衍射特性的光栅结构进行理论分析与计算。简单阐述了 VHG的记录与再现过程、Kogelnik耦合波理论,然后利用Matlab分别计算得到了反射型、透射型体全息光栅元件的衍射特性影响因素,结果表明折射率调制度Δn和光栅厚度d是决定体全息光栅衍射效率的重要性因素。分析可知,透射型体全息光栅在一定膜层厚度内衍射效率呈正弦型曲线,存在波峰、波谷值,反射型呈类似对数型曲线,当光栅厚度达到一定值时衍射效率达到100%且此时不再变化,因此反射型体全息光栅更易制备、且实际应用范围更广。其次通过时域有限差分法设计了可在平板波导显示系统中实现光束耦入/耦出的反射型体全息光栅,分别分析了不同高度、折射率调制度、周期变化对其一级衍射效率的影响。结果表明,引入具备折射率调制的反射型体全息光栅,通过不断优化其结构参数可使衍射效率不断提高,从而提升平板波导显示系统中物信息的传输效率,此模拟计算方法也为后期反射型体全息光栅的制备提供了一定的指导。在理论设计和仿真优化的前提下,最后本文采用了感光性能好、分辨率高的重铬酸盐明胶（Dichromated Gelatin,DCG）作为全息记录介质,制备了具有折射率调制度的反射型体全息光栅。根据实验条件搭建了记录波长为442nm的非对称反射式全息曝光光路,对经曝光、后处理工艺后得到的实验样片的衍射效率进行测量。分析结果表明,通过控制DCG全息干板的制备、记录条件、曝光时间以及水洗、脱水等后处理工艺,可得到衍射性能接近理论设计的反射式VHG。采用分光光度计测量了-1级衍射光强和入射光强,在再现波长为632.8nm时衍射效率最高可达到61.8%,且验证结果表明制备的反射式体全息光栅可在平板波导内传输,该工艺为显示系统全息光学元件的制备提供了实际指导。
张博[4]（2021）在《超快激光在透明介质中诱导自组织纳米光栅结构的研究》文中研究说明超快激光在透明介质中诱导的自组织纳米光栅结构在衍射光学、光纤光学及非线性光学等诸多领域有广阔的应用前景,引起了国内外学者的广泛关注。然而超快激光诱导的纳米光栅结构只在非常有限的透明介质中被观察到,现有机理因材料而异,无法解释近年来观察到的新现象,目前还没有普适的理论来阐释纳米光栅的生成和调控,适合纳米光栅制备的材料仍未被充分发掘。本文研究围绕超快激光在透明介质中诱导纳米光栅展开,通过实验观测和理论建模揭示纳米光栅的形成机制及调控方法,提出了一套普适的纳米光栅形成机理,开发出多种适合纳米光栅形成的材料,推动了超快加工技术的发展。本文主要研究成果如下:（1）研究了超快激光在La2O3-Ta2O5-Nb2O5玻璃中的形成特点。实验表明,纳米光栅的形成非常依赖于激光热效应和Ta205的浓度,进一步的观察表明,这种纳米光栅是交替排列的玻璃-晶体型周期结构,该结构展现出近红外波段光衰减特性,吸收光谱显示其在980-2000 nm波段具有非常显着的光子带隙,是一种全新的自组织结构。（2）研究了纳米光栅的三维（3D）空间形貌,发现了一种前所未有的周期性晶体阵列,该结构在顶面（XY面）呈现为弧状条纹,在侧面（XZ面）呈现为渐变的倾斜条纹,在截面（YZ面）呈现为沿激光入射方向的周期条纹,是一种由明确定义的干涉场产生的周期结构。在此基础上,提出了散射中心模型,计算了该模型下的干涉场分布。实验表明,计算的干涉场与实际产生的结构几乎完美吻合。根据这一模型,预言了多种纳米光栅的新性质,并开发出操控纳米光栅的方法,均在实验中得到了验证。在理论模型的指导下,我们提出了自组织相变光刻技术,并制备了一种全无机光子晶体结构,其在近红外波段具有可调的光子带隙。由这种光子晶体制成的波导在90°弯折角下展现出良好的导光性能。通过实现多种透明介质中的纳米光栅形成,验证了理论模型的普适性。（3）研究了纳米光栅形成的动力学过程。实验表明,纳米光栅的形成依赖于超快激光诱导的微晶种子,它能提供一种特殊的辅助效应,显着降低纳米光栅形成的脉冲能量、脉冲密度、和峰值能量阈值。通过顺磁共振谱分析,证实了微晶种子含有大量缺陷,这些缺陷很容易被后续的脉冲二次激发,另一方面,微晶为纳米光栅的形成提供了适宜的形核位置。在辅助效应的驱动下,纳米光栅能以极高的效率形成,所需的脉冲数比静态照射减少上万倍,诱导速度可达6 mm/s,能量阈值仅为静态照射时的1/5。在此基础上,演示了基于纳米光栅的高效可擦除重写光学数据加密。
周洪昌[5]（2020）在《基于超表面的双功能全息表面天线研究》文中研究指明近些年来,人工电磁超材料因与入射电磁波之间的谐振,使其具有灵活调控反射相位的特性,并且具有低损耗、低成本、易加工的优势,在电磁通信领域具有广泛的应用前景。全息阻抗调制表面是利用表面阻抗对表面波进行阻抗调制的一种超表面,它将光学中的全息理论运用到电磁领域,具体通过调节超表面的表面阻抗来控制表面电流进行漏波辐射,其具有低剖面、波束易控的优势。本文针对超表面对电磁波的异常反射相位和表面阻抗的调控,研究分析了不同辐射维度的电磁波的波束调控功能。具体内容如下:1.介绍广义斯涅耳定律,并以此为基础分别构建相应的人工超表面结构。利用Floquet模型对人工电磁超表面单元进行建模仿真,得到随俯仰角和单元结构尺寸参数变化的相位响应,并构建中心频率为20 GHz的高定向性反射面天线。2.将光学中的全息理论应用于到平面天线设计中,对人工电磁超表面单元进行本征模仿真,得到随单元结构尺寸影响的阻抗拟合曲线,通过对超表面单元的表面阻抗的正弦调制,并构建中心频率为15 GHz的高定向性全息阻抗表面天线。3.设计了频率选择表面和全息阻抗表面的一体化结构,通过对相同单元尺寸的超表面单元相位调控和表面阻抗分析,给出了超表面单元的表面阻抗和异常相位之间的联系,对一体化设计的可行性进行了论证分析。分别构建适应阻抗调制和适应异常反射相位调控的双功能天线,经过对比确定适应异常反射相位调控的双功能天线的辐射效果更优,其设计是以全息原理和周期阻抗调制原理为基础设计表面单元,并以广义斯涅耳定律对超表面的异常反射相位进行修正,实现馈源位于天线焦点处时天线满足在20 GHz处高增益反射的效果,并使得馈源位于天线阵列中心时满足天线在15GHz处实现定向辐射的功能。4.对比分析了采用直接分离法和场叠加法设计双波束全息阻抗表面天线和平板反射面天线,确立了以场叠加法完成对频率选择表面和全息阻抗表面的双波束一体化设计。该设计仍采用适应异常反射相位调控的方式设计双波束双功能天线,实现馈源位于天线焦点处时天线满足在20 GHz处高增益双波束反射的效果,并使得馈源位于天线阵列中心处时满足天线在15 GHz处实现双波束定向辐射的功能。
王思育[6]（2020）在《基于涡旋光相移干涉的物体表面形貌测量研究》文中研究说明涡旋光是一种具有螺旋相位波前和中心相位奇点的特殊光场,由于其相位的特殊性,涡旋光的光强呈中心为暗核的圆环形分布。随着涡旋光在自由光通信、通信编码、光学捕获、光学操纵等领域的快速发展,利用涡旋光的相位特性开展精密测量的研究也日益增加。随着高精度零部件在机器制造业广泛应用,对物体表面形貌高精度测量的技术需求也与日俱增。基于涡旋光独特的相位性质,采用涡旋光与相移干涉测量相结合的方法在高精度物体表面形貌测量领域具有应用前景。本文在研究涡旋光各种特性的基础上,基于涡旋光相移干涉技术进行了物体表面形貌测量的研究。基于涡旋光与平面波干涉理论,本论文设计了涡旋光作为参考光、平面波作为测量光的物体表面形貌测量实验方案。本方案中利用反射式纯相位液晶空间光调制器来产生涡旋光,并通过对液晶空间光调制器加载图像实现涡旋光的数字化操控。通过采集涡旋光与平面波的干涉图像,结合相移干涉原理和解包裹算法来获得测量物体的表面形貌信息。本论文先利用光学软件VirtualLab Fusion对设计的方案进行了仿真分析,其中的涡旋光和表面形貌均由液晶空间光调制器编码产生,经过对比仿真结果和预设形貌,验证了设计方案的可行性。最后,利用设计的方案对样品的表面形貌进行了实验测量,并结合实验结果给出了误差分析,实现了将涡旋光应用于物体表面形貌测量的研究。
解萌[7]（2020）在《高定向性全息超表面天线研究》文中认为全息阻抗调制表面作为一种新型人工电磁超表面,在设计思想上借鉴了光学全息原理,其基于馈源天线产生的电流激励分布有阻抗信息的干涉图样,利用阻抗调制进而辐射漏波或者束缚表面波。全息超表面通常由一系列以二维准周期规律排布的亚波长单元组成,单元物理几何尺寸可实现连续变化,不仅可以达到对电磁波精准调控的目的,并且具有形成高增益和窄波束宽度的能力。此外,馈源天线与全息超表面印制在同一剖面上,使得全息超表面天线的剖面极低且易与复杂物体共形,在实际应用场景中的适用性大大提高。因此,本文以全息超表面为研究对象,对实现天线的高定向性做了较为深入的研究。论文的主要研究内容如下:1.针对全息超表面天线的工作机理进行了描述,同时对天线设计原理进行了详细公式推导。基于实现全息超表面天线的阻抗表面单元模型,分别详细地介绍了利用横向谐振法与本征模仿真法提取其表面阻抗的过程,并且基于本征模仿真法对所设计单元进行了表面阻抗提取,为后续天线的具体设计奠定基础。2.基于全息超表面对高定向性多波束天线进行研究。首先详细介绍了漏波的前向辐射与后向辐射模式,并且分别基于这两种辐射模式进行了分区域双波束天线的设计,实现了单极子天线能量的定向辐射。随后,将场干涉叠加原理引入全息超表面天线的设计中,结合两种辐射模式分别设计了双波束和四波束天线,对比分区域单独调控方法,超表面口径减小一半且能保证较高的定向性,最后基于三种方式实现了六波束天线的设计,这三种方式均可实现单极子能量的定向辐射,对比发现场干涉叠加原理的引入使得多波束天线的定向性更好。3.基于全息超表面进行了端射天线研究。首先设计了一款平面端射天线,全息超表面的引入将单极子天线在端射方向上的增益提高了8.1 d B,随后通过对共形曲面上表面波和辐射波的正确理论推导,设计了一款共形端射天线,实现了遇到曲面突起的表面波仍能在端射方向形成高定向辐射的目的,并且基于单极子天线全向辐射特性将上述两种单波束天线扩展为四波束辐射天线。最后,对于平面端射天线,通过替换表面波馈源降低了天线剖面,在相同口径超表面下将端射方向最大增益提高了1.5 d B,并改善了天线副瓣,对于共形端射天线,替换表面波馈源利用较少的阻抗表面单元却实现了0.7 d B的增益提升。
吕欢欢[8]（2020）在《基于人工电磁表面的天线研究及其可重构设计》文中提出无线通信系统对于天线性能指标的要求日益严苛,天线的设计越来越趋向于高增益、低剖面、高效率等方向发展。人工电磁表面的出现,为天线的设计方式带来了新的可能性。通常,人工电磁表面是由周期性排列单元结构组成的,与传统材料相比,电磁波在人工电磁材料中的传播会展现出不同的特征,这从根本上改变了电磁波的传播方式,可以更加灵活地对电磁波进行调控,因此国内外研究学者对人工电磁表面在天线中的不同应用进行了大量研究。本文正是在这一研究背景下,对人工电磁表面在天线中的应用展开深入研究,并对其可重构方法进行设计与改进,研究内容主要包含:1.本文研究了人工电磁表面的理论分析方法和仿真建模方法。本文以提高人工电磁表面对表面波和空间波的调控能力为研究目标,首先对人工电磁表面的两种主要分析方法进行了详细讨论,分别是针对表面波传播的横向谐振分析法和针对空间波传播的广义斯涅尔定律分析法。其中横向谐振分析法主要研究人工电磁表面对表面波的阻抗调控特性,广义斯涅尔定律分析法主要研究人工电磁表面对空间波的相位调控特性。在原理分析的基础上,进一步研究了基于两种分析法的仿真建模方法,为研究工作的开展打下理论基础。2.本文研究了人工电磁表面的一维阻抗调制特性。阻抗调制表面是人工电磁表面的重要应用之一,本文以平面漏波天线的设计为研究实例,详细阐述了一维阻抗调制表面的设计方法。由于漏波天线具有频扫特性,即漏波天线的波束指向角度只随频率变化而改变,因此采用传统的设计方法难以实现固定频率下的波束角度扫描,本文针对这一问题,设计了一种固定频率波束可重构平面漏波天线。在一维阻抗调制表面内加入变容二极管,通过对变容二极管的独立控制,实现调制表面阻抗大小和调制周期的同时调节。与现有国内外研究成果相比,本文所提出的天线可以获得更大的角度扫描范围。实验结果表明,所提出的天线在8 GHz频点处可以实现118°的波束扫描范围,同时,由于所提出的调制表面具有高度的可重构特性,天线还可以实现波束数目的可重构,即天线能够工作在单波束辐射模式和双波束辐射模式,并且可以对每个波束的指向角度实现独立控制。3.本文研究了人工电磁表面的二维阻抗调制特性。在一维阻抗调制的设计基础上,为了进一步提高人工电磁表面对表面波的调控能力,本文以平面全息天线的设计为研究实例,详细阐述了二维阻抗调制表面的设计方法。全息天线是属于漏波天线的一种,其设计方法是阻抗调制漏波辐射理论和微波全息理论的结合。全息天线同样具有频扫特性,因此,本文提出了一种固定频率的波束可重构全息天线。天线由二维阻抗调制表面和馈电控制电路组成,对于调制表面的设计,本文创新性地提出了一种改进的阻抗调制方法,将调制表面分为四个部分,每个部分进行两种波束的阻抗信息调制,从而使整个表面含有四种波束的阻抗信息。整个调制表面含有5329个单元结构,通过馈电控制电路对不同单极子波源进行激励,实现天线波束在四种辐射状态之间进行切换。实验结果证明,该设计实现了18 GHz频点处的四种波束切换,并且四种波束都具有良好的指向性,增益全部大于17 d Bi。4.本文研究了人工电磁表面的相位调制特性。人工电磁表面对电磁波的调控作用不仅仅局限于表面波,国内外研究学者对人工电磁表面的空间波调控作用进行了大量研究。近几年来,携带轨道角动量（Orbital angular momentum,OAM）的涡旋电磁波以其对信道容量的显着提升作用,引起了国内外研究学者的注意。作为人工电磁表面的应用之一,相位调制表面在OAM天线的设计当中扮演重要角色。本文以OAM天线的设计为研究实例,研究了相位表面对空间波的调制作用,设计并加工了一种工作在18 GHz的单层透射式OAM天线。该设计基于改进的单元结构,通过加入金属过孔结构,抑制了介质上下表面金属条带之间的电容效应,大大降低了单元的传输损耗,同时延长了电流路径,增加了单元的相位调节范围。与现有国内外研究成果相比,本文所提出的透射式OAM天线具有低剖面的优势。实验结果表面,该设计可以有效产生OAM涡旋电磁波。同时,本文设计了一种工作在5.5 GHz的单层反射式OAM天线,并对该天线的可重构设计进行了探索,提出了一种可重构方法,实现了同一天线在不同OAM模式之间进行切换。
王玉瑾[9]（2020）在《AR显示系统全息波导耦合元件的实现与优化》文中指出本论文针对AR显示系统中的关键元件全息波导耦合元件的工作原理、光学结构、制作方法开展了探索,目的是提供一种结构简单、适合用于AR头戴显示设备中的全息波导耦合元件。全息波导耦合元件是增强现实显示系统的关键光学元件,光束垂直入射至全息波导板中通过入耦合元件改变光束传播方向,在波导板中形成波导现象传输至出耦合元件处,通过出耦合元件再次改变传输方向从全息波导板出射至人眼。当入耦合元件与出耦合元件均为透射式或反射式耦合元件时,两次改变光束传播方向的角度值相等。因此,本文以全息波导光学系统的成像原理为基础,对全息波导耦合元件进行了深入的研究。主要研究内容和结论如下:首先,根据全息波导的成像原理,结合k矢量圆理论与全息光学记录原理,设计全息波导入耦合元件与全息波导出耦合元件的对称型周期结构。利用MATLAB软件模拟全息波导耦合元件记录时的干涉场光强分布,与设计的耦合元件周期结构数据吻合,利用COMSOL软件模拟全息波导耦合元件对光束传输角度的改变过程,与理论改变光束传播方向的角度值一致,证明两个全息波导耦合元件以互为对称的结构排布在全息波导光学系统中,能够满足全息波导光学系统对光束传播方向的要求。其次,选择重铬酸盐明胶作为全息记录材料,利用全息干涉曝光技术制作透射式全息波导耦合元件。设计了工作波长为633nm的全息干涉曝光实验系统,并在该系统基础上,利用变波长再现原理优化了全息干涉曝光实验系统的光路。确定了全息波导耦合元件的制备工艺流程,研究了制备、曝光与后处理的关键参数与工艺条件。最后,对全息波导耦合元件进行了再现实验,实验系统工作波长为633nm,入耦合元件与出耦合元件的一级衍射符合设计要求。并从光栅厚度、波长偏移、角度偏移与制备工艺参数这几个方面分析对实验结果的影响,对后续实验研究具有一定的参考价值。
张思[10]（2020）在《超构表面在光致发光增强和光场信息检测中的应用基础研究》文中研究说明基于人工亚波长微结构的光学超构材料,由于其对电磁场的独特响应,因而拥有天然材料难以实现的特性与功能。但三维结构的加工难度和体块材料的高损耗特性限制了超构材料在实际应用中的表现。而厚度在亚波长尺度的平面光学超构材料,即光学超构表面,在极大降低损耗的同时保留了强大的光学调控能力。光学超构表面是由单层或若干层平板结构构成,由于超构表面在光场振幅、偏振和相位调制中拥有巨大潜力,同时具备微型化、超薄化和可集成的优点,因此被研究者广泛应用于成像、传感、全息、光通信、量子计算等领域,并取得了一系列瞩目的成果和突破。随着超构表面的功能被不断开发,其未来的重要发展方向之一则是多功能集成化的实现。本论文以实现超构表面对光场强度和相位的调控为研究目标,将一维金属超构表面和二维介质超构表面作为研究对象,通过将理论计算、数值模拟和实验测量相结合,分别研究了两类超构表面在光学振幅和相位调控中的表现。我们从一维结构对光场强度的调控出发,设计并加工了一种可稳定实现光致发光增强的金属超构表面;随后研究了二维结构对光场相位的调控,设计并加工了一种偏振复用的涡旋光干涉器;最后在此基础上设计并加工了一种能够能实现光场多维信息同时检测的复用超构表面。此外,系统地分析了二维超构表面实现偏振复用和空间复用的设计原则和方法,能够高效准确地根据功能需求进行设计结构与加工。（1）以具有简单一维周期结构的金属超构表面为基础,在其表面集成了具有优异光电特性的全无机铯铅卤素钙钛矿纳米晶体,在实验上实现了对于可见发光波长范围内的钙钛矿纳米晶体光致发光光谱多倍增强。通过数值仿真计算,分别探究了超构表面在泵浦光激发过程和辐射体发光过程中起到的调制作用。此外通过实验加工改进,极大地提高了复合超构表面的发光稳定性。（2）以具有二维面内结构的介质超构表面为基础,通过动态相位和几何相位两种调制方式相互结合,分析了正交偏振独立控制超构表面的实现原理和设计方法。根据上述方法实现了正交圆偏振独立控制的涡旋光干涉,研究了在Gouy相位影响下,平衡和非平衡涡旋光干涉场的理论传播模型和实验现象。（3）在上述基础上,基于计算全息原理,进一步设计了一种可同时对入射光场的偏振信息、轨道角动量信息和波长信息产生响应的集成化全介质超构表面。根据理论计算结果,该介质超构表面可以将上述光场本征特性转化为远场场强分布图样的位置信息,便于数据的收集与分析。由于偏振、轨道角动量模式以及波长各自的正交特性,因此包含三类信息的本征模式可以作为独立的信号通道用于信息传输。由于实现三个信息维度的同时检测在高速光通信系统中有着重要意义,因而该器件在集成化量子光学系统和光通信系统中都有着广泛的应用前景。
二、平面波干涉场的模拟实现（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、平面波干涉场的模拟实现（论文提纲范文）
（1）基于涡旋光的外差干涉微位移测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 涡旋光的发展历史及应用 |
| 1.2.1 涡旋光发展历史 |
| 1.2.2 涡旋光的应用 |
| 1.2.3 涡旋光在测量领域的研究 |
| 1.3 声光式外差干涉测量领域的研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及安排 |
| 2 涡旋光束基础理论及干涉特性研究 |
| 2.1 涡旋光束基础理论 |
| 2.1.1 拉盖尔-高斯光束和TEM~*_(01)光束 |
| 2.1.2 涡旋光束数学描述 |
| 2.1.3 基于空间光调制器的涡旋光产生方法 |
| 2.2 涡旋光束干涉特性研究 |
| 2.2.1 涡旋光与平面波干涉特性研究 |
| 2.2.2 涡旋光与球面波干涉特性研究 |
| 2.2.3 涡旋光与涡旋光干涉特性研究 |
| 2.3 双涡旋光干涉图样特性研究 |
| 2.3.1 干涉条件对干涉图样的影响研究 |
| 2.3.2 涡旋光参数对干涉图样的影响研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 涡旋光外差干涉微位移测量方案设计 |
| 3.1 外差干涉基本原理 |
| 3.1.1 基于涡旋光的外差干涉数学描述 |
| 3.1.2 基于二次布拉格衍射的光外差干涉数学描述 |
| 3.2 涡旋光外差干涉微位移测量光路设计 |
| 3.3 微位移测量原理 |
| 3.3.1 微位移测量方法 |
| 3.3.2 图像处理方法 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 微位移测量系统关键问题分析 |
| 4.1 主要元器件及参数说明 |
| 4.2 空间光调制器灰度测量及校正实验 |
| 4.3 多普勒频移测量实验 |
| 4.4 双涡旋光干涉图样对图像信息获取影响实验研究 |
| 4.4.1 相位奇点位置对图像信息获取的影响 |
| 4.4.2 拓扑荷数对图像信息获取的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 微位移测量系统搭建及结果分析 |
| 5.1 微位移测量系统搭建 |
| 5.2 图像处理及结果分析 |
| 5.3 实验误差分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）大视场白光干涉三维形貌测量关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 三维形貌测量技术的应用领域 |
| 1.3 三维形貌测量的基本方法 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 国外研究现状 |
| 1.4.2 国内研究进展 |
| 1.5 本课题的研究意义 |
| 1.6 本论文研究内容 |
| 第2章 白光干涉三维形貌测量的基本原理 |
| 2.1 照明成像一体化Michelson白光干涉结构分析 |
| 2.1.1 采用物方远心干涉测量镜头 |
| 2.1.2 采用宽谱准直均匀照明光学系统 |
| 2.1.3 关于照明位置的选择 |
| 2.2 单色光波干涉原理 |
| 2.2.1 单色光束的干涉 |
| 2.2.2 单色平面波的干涉 |
| 2.3 宽谱段光波干涉原理 |
| 2.3.1 含有空间延迟量的白光干涉强度表示 |
| 2.3.2 基于应用部分相干光理论的白光干涉强度表示 |
| 2.3.3 干涉图潜在影响因素分析 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 Michelson式白光干涉光学镜头的设计及实现 |
| 3.1 双远心镜头的概述 |
| 3.2 大视场双远心干涉镜头参数的确定 |
| 3.3 双远心成像系统的重要参数 |
| 3.4 优化设计结果 |
| 3.5 光学系统公差分析及实现 |
| 3.6 成像系统性能测试 |
| 3.6.1 分辨率号板测试法 |
| 3.6.2 干涉仪测试法 |
| 3.6.3 探测器靶面的标定 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 Michelson干涉成像系统的建模与干涉图退化机理分析 |
| 4.1 干涉场建模与仿真的必要性 |
| 4.2 干涉场与非干涉场中探测器能量分布计算的区别 |
| 4.3 在仿真环境中建立干涉系统模型 |
| 4.4 干涉图的影响因素分析 |
| 4.4.1 光谱波长的步进值对干涉图的影响 |
| 4.4.2 谱段带宽对条纹对比度的影响 |
| 4.4.3 多重干涉叠加对干涉测量值的影响 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 准直照明系统设计与分析 |
| 5.1 白光干涉照明系统的基本情况介绍 |
| 5.2 照明系统的基本实现类型 |
| 5.2.1 临界照明 |
| 5.2.2 柯勒照明 |
| 5.3 照明光源的选择 |
| 5.4 探测器的选型及参数介绍 |
| 5.5 照明系统的技术指标要求 |
| 5.5.1 光源照明功率的分析 |
| 5.5.2 照明其他要求 |
| 5.6 照明系统初始结构计算 |
| 5.6.1 准直均匀照明系统的理论分析 |
| 5.6.2 准直光学腔的设计 |
| 5.6.3 均匀化光学腔的设计 |
| 5.7 照明系统综合能力分析 |
| 5.7.1 椭球反射系统综合能力分析 |
| 5.7.2 抛物面反射系统综合能力分析 |
| 5.8 设计分析 |
| 5.9 小结 |
| 第6章 多峰联动零级极点偏置补偿法及数据处理 |
| 6.1 Michelson白光干涉测量试验系统的搭建 |
| 6.2 探测场目标干涉条纹的劣化分析 |
| 6.3 现有白光干涉三维形貌解算算法 |
| 6.4 多峰联动零级极点偏置补偿法 |
| 6.5 利用多峰联动零级极点偏置补偿法求解暗弱标准台阶高程分布 |
| 6.6 算法特性分析 |
| 6.7 小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 创新点总结 |
| 7.2 展望 |
| 7.3 其他讨论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（3）用于平板波导的体全息光栅制作方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 平板波导设计研究进展 |
| 1.2.2 体全息光栅制作研究进展 |
| 1.3 本论文主要研究内容 |
| 2 体全息光栅的基础理论 |
| 2.1 平板波导的传输原理 |
| 2.2 体全息光栅的记录与再现原理 |
| 2.2.1 波前记录过程 |
| 2.2.2 波前再现过程 |
| 2.3 体全息光栅的Kogelnik耦合波理论 |
| 2.4 体全息光栅衍射特性影响因素分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 基于FDTD的反射型体全息光栅模拟分析 |
| 3.1 时域有限差分法 |
| 3.2 FDTD仿真设计模型 |
| 3.3 反射型体全息光栅的衍射特性 |
| 3.3.1 理论与FDTD模拟对比分析 |
| 3.3.2 光栅周期变化分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 用于平板波导的体全息光栅制作研究 |
| 4.1 记录介质选择与全息干板制备 |
| 4.1.1 记录介质的选择 |
| 4.1.2 全息干板的制备 |
| 4.1.3 厚度均匀性测量 |
| 4.2 反射型体全息光栅的光路设计及搭建 |
| 4.3 反射型体全息光栅的记录及后处理工艺 |
| 4.3.1 曝光记录 |
| 4.3.2 后处理工艺 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 体全息光栅影响因素分析及平板波导验证 |
| 5.1 反射型体全息光栅影响因素分析 |
| 5.1.1 涂胶厚度与曝光时间影响分析 |
| 5.1.2 折射率调制度影响分析 |
| 5.1.3 后处理工艺影响分析 |
| 5.2 平板波导验证实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）超快激光在透明介质中诱导自组织纳米光栅结构的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超快激光与透明介质相互作用原理与现象 |
| 1.2.1 超快激光与透明材料相互作用原理 |
| 1.2.2 超快激光诱导的折射率变化 |
| 1.2.3 超快激光诱导的双光子聚合 |
| 1.2.4 超快激光诱导的价态变化 |
| 1.2.5 超快激光诱导的离子迁移 |
| 1.2.6 超快激光诱导的晶体析出 |
| 1.3 超快激光在透明介质中诱导纳米光栅结构的研究进展 |
| 1.3.1 结构与光学性质 |
| 1.3.1.1 偏振依赖的各向异性 |
| 1.3.1.2 自组装和可重写特性 |
| 1.3.1.3 热稳定性 |
| 1.3.2 影响纳米光栅形成的重要因素 |
| 1.3.2.1 激光波长 |
| 1.3.2.2 脉冲参数 |
| 1.3.2.3 重复频率 |
| 1.3.2.4 扫描方向 |
| 1.3.3 解释纳米光栅产生机制的主流模型 |
| 1.3.3.1 入射光与等离子体波干涉 |
| 1.3.3.2 纳米等离子体各向异性生长 |
| 1.3.3.3 自俘获激子辅助的结构演化 |
| 1.3.3.4 其他机理 |
| 1.3.4 纳米光栅的应用 |
| 1.3.4.1 微纳光学元件 |
| 1.3.4.2 超高密度光存储 |
| 1.3.4.3 微流控通道 |
| 1.4 本文研究的内容 |
| 第二章 实验及表征方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料及来源 |
| 2.3 样品制备方法 |
| 2.3.1 玻璃样品制备方法 |
| 2.3.2 超快激光加工方法 |
| 2.4 主要表征方法 |
| 2.4.1 显微结构表征 |
| 2.4.2 材料性质表征 |
| 第三章 超快激光在非常规玻璃中诱导纳米光栅的基本特征 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 纳米光栅形成的工艺参数 |
| 3.3 非常规玻璃体系中纳米光栅的特性 |
| 3.3.1 纳米光栅的形成条件 |
| 3.3.2 纳米光栅的结构特点 |
| 3.3.3 纳米光栅的光学响应 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 超快激光诱导纳米光栅形成的光学机制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 纳米光栅的三维空间形貌 |
| 4.3 纳米光栅形成的光学机制研究 |
| 4.3.1 散射中心模型的提出 |
| 4.3.2 理论模型的实验验证 |
| 4.3.3 纳米光栅的结构操控 |
| 4.3.4 纳米光栅的性能操控 |
| 4.4 散射中心模型的普适性验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 超快激光诱导纳米光栅形成的材料学机制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 纳米光栅形成的材料学机制研究 |
| 5.2.1 微晶种子的辅助效应 |
| 5.2.2 辅助效应的工作机制 |
| 5.2.3 辅助效应的产生原因 |
| 5.2.4 辅助效应的潜在应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论、创新点与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 个人简历 |
| 攻读博士期间所取得的科研成果 |
（5）基于超表面的双功能全息表面天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 人工电磁超材料研究进展 |
| 1.2.2 反射面技术研究进展 |
| 1.2.3 光学全息和全息天线研究进展 |
| 1.2.4 全息阻抗调制表面天线研究进展 |
| 1.3 论文的主要工作 |
| 第二章 超表面电磁波调控和全息阻抗表面调控原理 |
| 2.1 超表面与电磁波调控 |
| 2.1.1 广义斯涅尔定律 |
| 2.1.2 人工超表面单元的设计及优化 |
| 2.2 基于广义斯涅尔定律的平面反射阵的设计及仿真 |
| 2.2.1 超表面的相位补偿计算 |
| 2.2.2 高增益平面反射阵的设计 |
| 2.3 全息基本理论 |
| 2.3.1 光学全息原理 |
| 2.3.2 基于全息原理的全息天线 |
| 2.4 全息天线作用机理 |
| 2.4.1 表面波和表面阻抗 |
| 2.4.2 全息阻抗调制表面天线 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 融合平面反射面设计的全息阻抗表面双功能天线 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 全息阻抗表面天线设计 |
| 3.2.1 全息阻抗表面单元设计及阻抗提取 |
| 3.2.2 全息阻抗表面天线的设计及参数分析 |
| 3.3 双功能天线设计 |
| 3.3.1 双功能天线的原理及单元选取 |
| 3.3.2 双功能天线的设计及仿真分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 双波束全息阻抗表面双功能天线 |
| 4.1 双波束反射面天线设计 |
| 4.1.1 直接分离法 |
| 4.1.2 场叠加法 |
| 4.2 双波束阻抗调制表面天线设计 |
| 4.2.1 直接分离法 |
| 4.2.2 场叠加法 |
| 4.3 双波束双功能天线设计 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究工作总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）基于涡旋光相移干涉的物体表面形貌测量研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 涡旋光及其在测量领域应用的国内外研究现状 |
| 1.2.1 涡旋光的国内外研究现状 |
| 1.2.2 涡旋光在测量领域的发展动态 |
| 1.3 光学相移干涉技术的研究现状 |
| 1.4 本论文的主要研究内容及安排 |
| 2 涡旋光的基本理论 |
| 2.1 涡旋光的数学描述 |
| 2.2 涡旋光的轨道角动量 |
| 2.3 涡旋光束的几种常见类型 |
| 2.3.1 拉盖尔高斯涡旋光束 |
| 2.3.2 贝塞尔高斯光束 |
| 2.3.3 环形涡旋光束 |
| 2.3.4 完美涡旋涡旋光束 |
| 2.4 涡旋光的产生方式 |
| 2.4.1 几何模式转换法 |
| 2.4.2 螺旋相位板法 |
| 2.4.3 计算全息法 |
| 2.4.4 空间光调制器法 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 涡旋光相移干涉测量物体表面形貌方案设计 |
| 3.1 系统整体方案设计 |
| 3.2 涡旋光束的干涉理论 |
| 3.2.1 涡旋光与平面波的干涉 |
| 3.2.2 涡旋光与球面波的干涉 |
| 3.3 相移干涉测量原理 |
| 3.4 图像处理 |
| 3.4.1 图像去噪 |
| 3.4.2 均值滤波 |
| 3.4.3 中值滤波 |
| 3.4.4 频域滤波 |
| 3.4.5 三种滤波方式去噪效果对比 |
| 3.5 快速傅里叶变换相位解包裹算法 |
| 3.5.1 基于4-FFT的算法 |
| 3.5.2 基于2-FFT的算法 |
| 3.5.3 基于4-DCT的算法 |
| 3.5.4 基于LS-FFT的算法 |
| 3.5.5 四种快速傅里叶变换算法的降噪效果比较 |
| 3.6 测量光路系统器件选型 |
| 3.6.1 激光器的选型 |
| 3.6.2 空间光调制器的选型 |
| 3.6.3 相机的选型 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 涡旋光相移干涉测量物体表面形貌仿真分析 |
| 4.1 VirtualLab Fusion简介 |
| 4.2 涡旋光产生仿真分析 |
| 4.2.1 涡旋光产生的仿真 |
| 4.2.2 涡旋光产生仿真结果及结论 |
| 4.3 涡旋光干涉理论仿真 |
| 4.3.1 涡旋光与平面波的干涉仿真 |
| 4.3.2 涡旋光与球面波的干涉仿真 |
| 4.4 涡旋光测量物体表面形貌仿真 |
| 4.4.1 仿真系统搭建 |
| 4.4.2 仿真结果及结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 实验系统搭建和结果分析 |
| 5.1 涡旋光束的产生 |
| 5.1.1 涡旋光的产生实验系统 |
| 5.1.2 实验结果及结论 |
| 5.2 涡旋光干涉特性实验 |
| 5.2.1 涡旋光与平面波的干涉 |
| 5.2.2 涡旋光与球面波的干涉 |
| 5.3 涡旋光相移干涉量物体表面形貌模拟实验 |
| 5.3.1 实验系统搭建 |
| 5.3.2 模拟实验结果及结论 |
| 5.4 样品测量及结果分析 |
| 5.4.1 实验系统搭建 |
| 5.4.2 样品测量结果及结论 |
| 5.5 实验系统的误差分析 |
| 5.5.1 硬件引起的误差 |
| 5.5.2 软件引起的误差 |
| 5.5.3 环境造成的误差 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（7）高定向性全息超表面天线研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 发展与国内外研究现状 |
| 1.3 论文的主要内容 |
| 第二章 全息阻抗调制表面基础理论 |
| 2.1 传统全息天线的基本原理 |
| 2.2 全息阻抗调制表面的原理 |
| 2.2.1 周期结构表面波与漏波 |
| 2.2.2 全息阻抗调制表面的工作机理 |
| 2.3 阻抗表面单元表面阻抗的提取方法 |
| 2.3.1 横向谐振法 |
| 2.3.2 本征模求解法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于全息超表面的高定向性多波束天线研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于中心馈电的双波束全息超表面天线 |
| 3.2.1 前向辐射双波束全息超表面天线 |
| 3.2.2 后向辐射双波束全息超表面天线 |
| 3.3 基于场干涉叠加原理的多波束全息超表面天线 |
| 3.3.1 双波束天线的设计 |
| 3.3.2 四波束天线的设计 |
| 3.3.3 六波束天线的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于全息超表面的端射天线研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于全息超表面的平面端射天线的设计 |
| 4.2.1 平面端射天线的设计原理及初步验证 |
| 4.2.2 单极子天线激励平面端射全息超表面 |
| 4.2.3 准八木-宇田缝隙天线激励平面端射全息超表面 |
| 4.3 基于全息超表面的共形端射天线的设计 |
| 4.3.1 共形端射天线的设计原理及初步验证 |
| 4.3.2 单极子天线激励共形面端射全息超表面 |
| 4.3.3 准八木-宇田缝隙天线激励共形端射全息超表面 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 研究总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）基于人工电磁表面的天线研究及其可重构设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 人工电磁表面的发展 |
| 1.2.2 人工电磁表面在天线领域中的应用 |
| 1.2.3 可重构人工电磁表面的发展 |
| 1.3 论文的研究工作和内容安排 |
| 1.3.1 研究工作介绍 |
| 1.3.2 内容安排 |
| 第二章 人工电磁表面理论分析和建模方法 |
| 2.1 前言 |
| 2.2 基于横向谐振法的理论分析和仿真建模 |
| 2.2.1 bottom-up分析法 |
| 2.2.2 up-bottom分析法 |
| 2.3 基于广义斯涅尔定律的理论分析和仿真建模 |
| 2.3.1 广义斯涅尔定律 |
| 2.3.2 相位调制型人工电磁表面的单元仿真研究 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 固定频率波束角度可重构漏波天线的设计 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 固定频率波束角度可重构漏波天线 |
| 3.2.1 理论阐述 |
| 3.2.2 天线设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 固定频率波束角度可重构全息天线的设计 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 波束可切换全息天线 |
| 4.2.1 全息天线理论 |
| 4.2.2 天线设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 基于人工电磁表面的轨道角动量天线设计 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 理论分析 |
| 5.3 透射式OAM天线设计 |
| 5.4 可重构的反射式OAM天线设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文研究工作总结 |
| 6.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（9）AR显示系统全息波导耦合元件的实现与优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 头盔显示光学系统国内外现状 |
| 1.2.2 全息波导成像系统国内外现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 论文的组织结构 |
| 2 全息波导耦合元件的理论基础 |
| 2.1 全息波导光学系统的成像原理 |
| 2.2 全息光学元件的基本原理 |
| 2.3 全息波导耦合元件的理论分析 |
| 2.3.1 K矢量圆理论 |
| 2.3.2 衍射效率 |
| 2.3.3 角度选择性 |
| 2.3.4 波长选择性 |
| 2.4 变波长再现原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 全息波导耦合元件的结构设计 |
| 3.1 全息波导耦合结构的工作原理及特征需求分析 |
| 3.1.1 光栅倾角 |
| 3.1.2 光栅常数 |
| 3.2 MATLAB仿真全息记录干涉场光强分布 |
| 3.3 COMSOL仿真全息再现光束出射角度 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 透射式全息波导耦合元件的工艺优化及制备 |
| 4.1 全息干涉曝光技术 |
| 4.2 全息干涉曝光系统的优化 |
| 4.2.1 光强对比度的计算 |
| 4.2.2 全息干涉曝光系统的设计 |
| 4.2.3 全息干涉曝光光路的优化 |
| 4.3 重铬酸盐明胶记录版的制备 |
| 4.3.1 记录材料 |
| 4.3.2 清洗基片 |
| 4.3.3 配制溶液 |
| 4.3.4 涂覆和干燥 |
| 4.4 曝光与后处理工艺 |
| 4.4.1 曝光 |
| 4.4.2 水洗与脱水 |
| 4.4.3 干燥 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 全息波导耦合元件的再现实验及影响因素分析 |
| 5.1 全息波导耦合元件的再现实验 |
| 5.1.1 衍射效率的测量 |
| 5.1.2 实验验证 |
| 5.2 影响实验结果的因素分析 |
| 5.2.1 曝光量 |
| 5.2.2 制备工艺的影响 |
| 5.2.3 光栅厚度 |
| 5.2.4 角度偏移与波长偏移 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（10）超构表面在光致发光增强和光场信息检测中的应用基础研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 相位梯度超构表面 |
| 1.1.1 原理及分类 |
| 1.1.2 应用及研究现状 |
| 1.2 光致发光超构表面 |
| 1.2.1 光致发光调制原理 |
| 1.2.2 光致发光超构表面的实现 |
| 1.3 涡旋光 |
| 1.3.1 涡旋光的性质及应用 |
| 1.3.2 涡旋光的产生与检测 |
| 1.4 论文研究目的及内容 |
| 第二章 基于一维金属超构表面的光致发光调制 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 理论分析 |
| 2.2.1 光致发光的增强因子 |
| 2.2.2 金属超构表面的激发增强 |
| 2.2.3 光致发光增强的偶极子模型 |
| 2.3 样品制备 |
| 2.3.1 钙钛矿纳米晶体溶胶的合成 |
| 2.3.2 金属超构表面的加工 |
| 2.3.3 超构表面/纳米晶体复合体系的制备 |
| 2.4 实验结果 |
| 2.4.1 光致发光的宽带多倍增强 |
| 2.4.2 光致发光增强的稳定性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于二维介质超构表面的涡旋光干涉 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 二维超构表面的复用 |
| 3.2.1 光的自旋-轨道相互作用与几何相位的产生 |
| 3.2.2 正交偏振态的独立相位控制 |
| 3.2.3 OAM复用介质超构表面的结构设计 |
| 3.3 理论分析 |
| 3.3.1 涡旋光干涉场的传播模型计算 |
| 3.3.2 SAM/OAM复用超构表面的设计与仿真 |
| 3.4 样品加工与测试 |
| 3.4.1 介质超构表面的加工与表征 |
| 3.4.2 产生偏振可控的涡旋光干涉场 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于二维介质超构表面的光场多维检测 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高阶及混合阶庞加莱球 |
| 4.3 理论设计与制备工艺 |
| 4.3.1 自旋与轨道角动量的同时检测原理 |
| 4.3.2 超构表面检测器件的仿真设计 |
| 4.3.3 样品的加工与表征 |
| 4.4 涡旋光场的产生及检测 |
| 4.4.1 偏振可控的涡旋光阵列产生 |
| 4.4.2 涡旋光的检测 |
| 4.4.3 矢量光的检测 |
| 4.5 光场多维信息的同时检测 |
| 4.5.1 检测器件的宽带响应 |
| 4.5.2 检测器件的色散特性与波长复用 |
| 4.5.3 实验设计与测量 |
| 4.5.4 光场信息多路并行解复用 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
四、平面波干涉场的模拟实现（论文参考文献）
- [1]基于涡旋光的外差干涉微位移测量研究[D]. 李诺伦. 中北大学, 2021(09)
- [2]大视场白光干涉三维形貌测量关键技术研究[D]. 姚东. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021
- [3]用于平板波导的体全息光栅制作方法研究[D]. 杨柳. 西安工业大学, 2021(02)
- [4]超快激光在透明介质中诱导自组织纳米光栅结构的研究[D]. 张博. 浙江大学, 2021
- [5]基于超表面的双功能全息表面天线研究[D]. 周洪昌. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [6]基于涡旋光相移干涉的物体表面形貌测量研究[D]. 王思育. 中北大学, 2020(10)
- [7]高定向性全息超表面天线研究[D]. 解萌. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [8]基于人工电磁表面的天线研究及其可重构设计[D]. 吕欢欢. 西安电子科技大学, 2020(05)
- [9]AR显示系统全息波导耦合元件的实现与优化[D]. 王玉瑾. 西安工业大学, 2020(04)
- [10]超构表面在光致发光增强和光场信息检测中的应用基础研究[D]. 张思. 南京大学, 2020(10)