φ900菲涅耳透镜大口径阴影摄影系统的研究与应用

本文主要探讨了一种创新的光学系统设计——φ900菲涅耳透镜阴影摄影系统。菲涅耳透镜（Fresnel Optical Lens, FOL）是一种特殊的透镜，其特点是利用光学原理将光线聚焦，常用于图像形成和光学通信等领域。传统的阴影摄影技术通常依赖于小型透镜或反射镜，但本文提出的大口径FOL系统显著突破了这一限制，为扩展菲涅耳透镜的应用领域提供了新的可能性。 作者首先介绍了大口径菲涅耳透镜的设计参数，如焦距1' = 1000mm，环距JH = 0.3mm，直径Do = 910mm，通光口径D = 900mm，基板厚度d = 4.5mm。这些参数的选择经过了精心计算，旨在确保系统具有较高的效率，足够的集光性能，同时考虑到衍射、散射和全反射等光学效应的影响。 系统的核心组成部分是两个直径为φ900mm的FOL，一个作为准直镜，另一个作为聚光镜。它们的菲涅耳面按照最优设计角度放置，准直镜用于引导光源，而聚光镜则负责汇聚光线至接收装置。研究者选择了一个30W He-I\(j)激光器作为光源，由于激光束的高斯分布特性，扩束角被设计得大于系统物方孔径角，以充分利用光束中心的强度，减小透镜内部光强分布的不均匀性。 文章指出，这种大口径FOL阴影摄影系统对于提升光学成像质量，尤其是在需要大视场成像或者对光强控制有严格要求的场景中，具有显著的优势。此外，它为今后开发更大口径的阴影光学系统提供了一种新的制造思路和技术路径，预示着未来光学成像技术可能朝着更高效、大孔径的方向发展。 总结来说，这篇论文不仅展示了如何利用菲涅耳透镜构建大口径阴影摄影系统，而且还强调了这种方法在提高光学系统效能和拓展应用领域的潜力，对光学成像技术的进步具有重要的理论和实践意义。