一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法技术

本发明专利技术涉及一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，包括以下步骤：太赫兹透镜工作频率和材料选取；太赫兹透镜材料折射率准确标定；太赫兹透镜通光孔径、焦距、边缘厚度和面型选取；太赫兹透镜聚焦焦移效应补偿；太赫兹透镜表面非球面优化。使用本发明专利技术而设计出的太赫兹透镜为非球面折射聚焦透镜，其真实焦距与理论焦距的偏差绝对值可控制在1％之内。本发明专利技术主要解决了目前商用太赫兹折射透镜在对太赫兹波进行聚焦时，因焦移效应导致实际焦距小于理论焦距，进而导致焦平面位置偏差较大的问题。进而导致焦平面位置偏差较大的问题。进而导致焦平面位置偏差较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法


[0001]本专利技术涉及太赫兹
，具体地说是一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法。

技术介绍

[0002]太赫兹波是频率为0.1～10THz范围的电磁波，该波段在电磁波谱上处于微波和红外波段之间，同时也是宏观经典理论与微观量子理论的过渡区。因此，太赫兹波具有瞬态性、宽带性、相干性、低能性等独特性质。太赫兹波近年来在光谱和成像领域得到了广泛应用，并且已经被证明在前沿科学研究和工业应用中有着巨大潜力。
[0003]太赫兹透镜是非常重要的太赫兹波束整形器件。其中，太赫兹折射透镜是最常见的，具有适用波段宽、聚焦能力强、结构简单、稳定性高、成本低、加工方便等优点。利用高性能的太赫兹折射透镜可以获得亚波长量级的聚焦光斑。在大部分与太赫兹技术有关的工程应用中，人们的需求往往不是较小的聚焦光斑，而是更加准确的焦平面位置。由于太赫兹波的波长为毫米至亚毫米量级，波动性相比可见光波段更加明显，因此在对太赫兹波进行聚焦时将产生焦移效应，导致实际焦距小于理论焦距，焦平面位置向透镜方向偏移。这种效应在对于长焦透镜尤为明显，会严重影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：选取太赫兹透镜工作频率和材料；步骤2：标定太赫兹透镜材料的折射率；步骤3：选取太赫兹透镜的通光孔径、直径、焦距、边缘厚度和面型；步骤4：根据实际给定的目标焦距，计算太赫兹透镜聚焦焦移效应补偿量，用于实际照射过程中避免焦平面位置偏差；步骤5：结合折射率，计算太赫兹透镜出射表面的非球面优化参数，根据表面非球面优化参数进一步优化面型。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，所述工作频率为0.11
‑
1.1THz频段中的任意子频段或频点。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，所述材料为聚合物或半导体。4.根据权利要求3所述的一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，所述材料为聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、高密度聚乙烯、聚4
‑
甲基戊烯、硅和锗的任意一种。5.根据权利要求1所述的一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，所述折射率标定为所述材料在所述工作频率下的折射率测量。6.根据权利要求5所述的一种太赫兹精确聚焦透镜设计方法，其特征在于，所述折射率测量的方法为基于矢量网络分析仪的NRW法、牛顿迭代法、基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李惟帆，祁峰，刘大有，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：