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1、10/1/2021安徽大学梯度折射率光学材料及器件简介Gradientrefractiveindexopticalmaterialsanddevicesprofile姓名：学科专业：完成时间：2012-4-16指导老师：1310/1/2021安徽大学1310/1/2021安徽大学1310/1/2021安徽大学1310/1/2021安徽大学梯度折射率光学材料及器件介绍***（安徽大学*********学院，安徽合肥230039）摘要：回顾并展望梯度折射率材料的发展，介绍各种梯度折射率材料和其制作方法其中着重介绍高分子GRIN材料，GRIN聚合物微球是一类新型光学器件，在微
2、小光学、集成光学、光通讯中有着很好的的应用前景，受到广泛地重视。关键词：梯度折射率材料；梯度光学；高分子GRIN材料；本文首先介绍梯度光学的发展，梯度折射率材料Gradientrefractiveindexopticalmaterialsanddevicesprofile***(SchoolofPhysics&MaterialScience,AnhuiUniversity,Hefei230039,China)Abstract:ReviewandprospectsthedevelopmentofgradientrefractiveindexmaterialsandIntr
3、oducevariousmaterialsandmakethegradientrefractiveindexmethodintroducedGRINofpolymermaterials.GRINpolymermicrosphereisanewtypeopticaldevice,intinyoptical,integratedoptical,opticalcommunicationhasverygoodapplicationprospect,receivedwidespreadattentionKeywords:Gradientrefractiveindexmateria
4、ls;Gradientoptical;PolymerGRINmaterials;Thispaperfirstintroducesthedevelopmentoftheopticalgradient,gradientrefractiveindexmaterials第一章引言梯度折射率材料的发展1310/1/2021安徽大学近年来，光学领域以其一系列崭新成就而为世人所注目，其中之一就是得到迅速发展的梯度折射率光学。梯度折射率光学在材料制备、器件制作、性能测试的实验和理论研究，尤其是以远距离通信、信息传感及以成像为目的的研究方面显示出了广阔的应用前景川。梯度折射率光学研究的对
5、象是非均匀折射率介质中的光学现象。发生于非均匀介质中的光学现象在自然界是一种普遍存在的客观物理现象。早在公元100年,人们就己观察到“海市蜃楼”奇景,它就是由于大气层折射率的局部变化对地面景色产生折射而出现的一种奇观。事实上,不仅大气层,海水、生物眼(较低级的不包括)的折射率也是非均匀的,人类眼睛晶状体就是梯度折射率变化的,折射率差约为0.015-0.049,这种梯度变化的材料和晶状体表面的非球面都极有利于像差的校正。通过对这些自然现象的观察、研究,人们逐渐领悟到材料折射率的非均匀性可以导致一些均匀介质所不具有的光学性能梯度折射率光学的起源可以上溯到十九世纪。在1854
6、年,英国著名物理学家麦克斯韦(Maxwell)提出的Maxwell鱼眼介质模型,折射率分布为:其中n。a为常数，r为离球心的距离。这是梯度折射率光学介质最早的理论设想。这种模型实际上是一种球对称折射率分布介质,其折射率分布以球心为对称中心,这种梯度折射率球能把球内的点无像散地成像到共轴点,被称为理想的“绝对光学仪器”。虽然这种模型实际上无法制造,但其具有重要的理论意义。1900年,伍德(R.W.Wood)用明胶制成了折射率成轴对称分布的圆柱棒[2],沿垂直于棒轴方向的切片对光有会聚和发散作用,即历史上有名的伍德透镜,也是现在的径向梯度折射率棒透镜的雏形。虽然Wood透镜
7、离实用化还有较大差距,但这是首次制作出了实实在在的梯度折射率材料,而不再是设想,它向人们展示了梯度折射率特殊的光学性能,给人们留下了深刻的印象,引发了许多有益的理论和实验研究。1944年,鲁尼博格(R.K.Luneburg)提出了一种能使无穷远物点锐成像的球透镜模型[3],与Maxwell鱼眼介质模型一样,Luneburg透镜的折射率分布是球对称的。折射率分布为:式中，Rp为透镜半径。由于这种透镜表面的折射率必须与周围介质的折射率相同，制造非常困难，其应用也受到了限制。1954年A.Fletcher等人提出了一种能理想成象的折射率分布:式
