Создание и исследование оптических градиентных систем с двумерным распределением показателя преломления

• Автор: Юдин, Борис Игоревич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 140 с.

1. ВВЕДЕНИЕ
2. ГЛАВА
Пути решения проблемы коррекции аберраций оптических элементов и систем
в градиентной оптике на основании данных литературного обзора
2.1 Расчёт парметров оптических элементов и систем в градиентной оптике для коррекции аберраций
2.2 Технология изготовления профилей градиента распределения показателя преломления с целью коррекции аберраций в оптических элементах
2.3 Техника измерений параметров оптических элементов и систем
2.4 Кинетика образования криталлической фазы в светочувствительных алюмосиликатных стёклах
2.5 Выводы , сделанные на основании данных литературного обзора, и постановка задачи исследования
3. ГЛАВА
Методы исследования градиента распределения показателя преломления.

3.1 Методика и оборудование эксперимента
3.2 Измерение изменения показателя преломления в стекле методом оптической интеферометрии
3.3 Проверка однородности поля УФ - излучения, создаваемого ртутной лампой ДРШ - 100 , по интенсивности в области воздействия на исследуемые образцы стекла
3.4 Экспериментальная метрологическая установка для автоматизированной обработки интерферограмм на базе фотоэлектрических приёмников излучения
4. ГЛАВА
Результаты исследования градиента распределения показателя преломления.

4.1 Выбор объекта исследования
4.2 Определение оптимальных параметров кристаллического слоя при проведении через него ионообменной диффузии
4.3 Изготовление приповерхностного светочувствительного слоя в не светочувствительном стекле методом ионообменной диффузии

4.4 Влияние концентрации кристаллической фазы в приповерхностном слое стекла на изменение распределения показателя преломления, при проведении через него ионообменной диффузии
4.5 Зависимость концентрации кристаллической фазы в светочувствительном слое от времени экспозиции при УФ - облучении стекла.

4.6 Эволюция формы профиля градиента распределения концентрации кристаллической фазы в светочувствительном слое при изменении интенсивности УФ - облучения поверхности образцов
4.7 Проведение ионообменной диффузии в не светочувствительное исходное стекло через изготовленный в нём светочувствительный слой, содержащий переменную по концентрации кристаллическую фазу (маску) метасиликата лития
4.8 Определение влияния степени шероховатости поверхности не светочувствительного стекла на параметры , получаемого в нём , светочувствительного слоя и на форму профиля градиента распределения показателя преломления при проведении ионообменной диффузии
4.9 Определение влияния ослабления интенсивности УФ - излучения в не
светочувствительном стекле на параметры приповерхностных светочувствительных слоев и на форму профиля градиента распределения показателя преломления при проведении ионообменной диффузии.

4.10 Определение влияния времени проведения ионообменной диффузии в не светочувствительное стекло на параметры светочувствительного слоя
и на форму профиля градиента распределения показателя преломления.

4.11 Сравнение форм профиля градиента распределения показателя преломле -ния, полученных в не светочувствительном стекле, при различных законах изменения интенсивности УФ - облучения поверхности образцов и последующего проведения ионообменной диффузии

4.12 Получение профиля градиента распределения показателя преломления в не светочувствительном стекле, с изготовленным в нём светочувствительным слоем , при линейном изменении скорости выдвижения образцов из-за светонепроницаемой шторки под воздействие УФ - облучения.

4.13 Пример простой апроксимации графиков , представленных на рис. 37, при помощи программы, составленной на языке програмирования РАБСАЬ
4.14 Получение градиента распределения показателя преломления в стекле при помощи ионообменной диффузии, проходящей в системе" стекло -расплав соли " через пористую керамику

4.15 Визуальное отображение процесса образования кристаллической фазы в светочувствительном стекле при помощи измерения электрического заряда поверхности стекла, в процессе его отжига
5. ГЛАВА
Обсуждение результатов проведённых экспериментов.
5.1 Обсуждение результатов экспериментов при сравнении двух методик получения нужной формы профиля градиента распределения показателя преломления в не светочувствительном стекле.

5.2 Обсуждение оптимальных параметров проведённых экспнриментов.

5.3 Обсуждение оптимальных параметров светочувствительного слоя , изготовленного в не светочувствительном стекле оптического качества и возможности применения этого метода при изготовлении различных оптических элементов.

5.4 Обсуждение параметров кристаллической фазы изготовленной в свето -чувствительном слое, формы профиля её распределения в слое и возмож -ности применения этого метода в других областях науки и техники.

5.5 Обсуждение результатов экспериментов по получению формы профилей распределения показателя преломления в не светочувствительном стекле оптического качества и возможности применения этого метода для коррекции аберраций оптических элементов и систем

5.6 Выводы из результатов экспериментов и публикации работы.

6. Список литературы

Задача исследования.
Исходя из литературных данных, разработка методики получения градиентного оптического элемента с радиальным распределением показателя преломления диаметром больше 20 мм представляет собой перспективную задачу с точки зрения повышения качества оптических систем, уменьшения трудоёмкости их изготовления, веса и количества функциональных элементов.
По сравнению с градиентным элементом с аксиальным распределением показателя преломления, элемент с радиальным распределением показателя преломления лучше корректирует аберрации и обеспечивает минимальные размеры фокусного пятна. Элементы большого диаметра необходимы в оптических системах, передающих изображение, таких как : телескопы, бинокли, объективы и т.д. В литературных данных не указаны способы получения градиентных элементов большого диаметра с радиальным распределением показателя преломления.
Задачей исследования ставиться разработка технологической методики получения таких элементов. Кроме того, способ изготовления градиентных элементов большого диаметра должен найти применение в технологии изготовления оптических волноводов и световодов.
Для решения поставленной задачи требуется :
1. разработать и осуществить методику изменения интенсивности облучения образцов из стекла по заранее заданному закону для получения заранее заданной формы градиента распределения показателя преломления в стекле.
2. разработать и осуществить методику изготовления светочувствительных слоев в не светочувствительном стекле.
3. разработать и осуществить методику изготовления выбранной кристаллической фазы в светочувствительном слое с заранее заданным градиентом распределения её концентрации.
4. разработать и осуществить высокоточную интерферометрическую методику измерения полученных образцов.
5. для обработки интерферограмм необходима методика, автоматизирующая трудоёмкий процесс измерения ширины интерференционных полос.
6. для решения поставленной задачи необходимо провести рентгеновские и спектроскопические исследования, полученных в результате технологической обработки образцов.
7. в процессе отжига градиентных образцов можно применить способ измерения электрического заряда поверхности стекла для получения нужной концентрации кристаллической фазы.
Конечной целью является разработка технологии получения градиентного элемента большого диаметра с радиальным распределением показателя преломления и оптического волновода на основе данного метода.