自聚焦透镜的设计研究开题报告

1. 研究目的与意义

自聚透镜又称为梯度变折射率透镜，是指其折射率分布是沿径向渐变的柱状光学透镜，具有聚焦和成像功能。自聚透镜具有体积小，重量轻，且耦合效率高的特点。由双透镜组成的聚焦耦合系统可以有较大间隙以插入滤波片、衰减片等来构成多种体积小、结构紧凑的无源器件，所以在光纤通信系统中得到越来越多的应用。由于自聚焦透镜内部的折射率变化可以调节，当它用于复杂的光学系统时，可以减少系统中光学元件的数量，在某些场合可以代替非球面光学元件。此外这种光学元件的几何形状简单，容易进行光学加工，且使用这种光学元件的系统具有结构紧凑、性能稳定、成本低廉等优点。

自聚焦透镜材料不仅能够使沿径向传输的光产生折射，而且其沿径向逐渐减小的折射率分布，能够实现出射光线被平滑且连续的汇聚到一点。因此被越来越多地应用于光学系统，尤其是在光纤通信领域中。

2. 研究内容和预期目标

本课题运用ZEMAX仿真设计软件对自聚焦透镜进行设计和初步优化，初步设计出满足要求的自聚焦透镜元件，根据仿真结果进一步将设计的透镜进行加工，有待继续验证其实用性和适应性。

3. 研究的方法与步骤

（1）分析自聚焦透镜的主要参数和特点；

（2）分析自聚焦透镜的主要应用；

（3）使用zemax光学设计软件，设计一款满足性能要求的自聚焦透镜。

4. 参考文献

[1].王风，刘德森．自聚焦透镜的光斑尺寸与相差特性分析[j]．光子学报，2007(15)：152-153．

[2].谢意，陈强，伍凡．用计算机全息图检测凹非球面[j]．光子学报，2008(07)：1313-l316．

[3].郭俊，马永利，张璐等．基于梯度折射率透镜的管道内窥镜设计[j]．光子学报，2010，39(10)：1780-1785．

5. 计划与进度安排

1—2周2016年2月22日-3月6日指导教师向学生讲授所选论题的状况和要求等，下达毕业论文任务书。

2—3周2016年3月1日-3月13日指导教师修改和审定学生论文开题报告，学生完成开题报告。

4—13周2016年3月14日-5月20日学生按开题报告撰写论文。