【摘 要】
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本论文围绕一种亚波长金属结构红外成像透镜的光学性能进行了系统的研究。此成像透镜由金属薄膜上的亚波长矩形孔阵列构成，具有重量轻，体积小、易集成等优势，在高分辨红外成像领
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本论文围绕一种亚波长金属结构红外成像透镜的光学性能进行了系统的研究。此成像透镜由金属薄膜上的亚波长矩形孔阵列构成，具有重量轻，体积小、易集成等优势，在高分辨红外成像领域具有巨大的应用潜力。针对所研究透镜的特点，本文提出了求解近场、近场—远场两步走的研究思路，发展了模式展开理论用于求解透镜的近场透过电场，并编写了准确度很高的近场—远场转化程序。本文建立的数值模拟方法不仅解决了所研究透镜光学性能的数值模拟问题，而且具有较高的计算效率和准确率。提出了亚波长金属结构透镜成像理论模型，该模型给出了透镜结构参数与成像质量之间的关系，利用此模型成功解释了影响透镜视场的原因，并为透镜的结构优化提供了重要依据。发现了此透镜独特的偏振特性，在此基础上提出了新型红外偏振器件的设计方法。提出了在孔内填充介质的方法来提高器件的能量利用率，器件的能量利用率在原有的基础上提高了一倍左右。在本论文对亚波长金属结构透镜的光学性质研究结果奠定了此器件在红外成像领域应用的基础，并且，利用本研究所建立的数值方法和物理模型可以对此类透镜的光学特性展开进一步的优化和研究，为亚波长金属结构成像器件的发展和完善奠定了坚实的基础。
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