توزیع های مختلفی جهت بهینه کردن اثر غربال فوتونی در کانونی کردن باریکه ی تابیده شده بررسی شده است. نتایج بدست آمده از این بررسی ها معایب و محاسنی در برداشت. توزیع بدیعی از روزنه های غربال فوتونی بنام توزیع گاوسی چگال ارائه شد. تاثیر پارامترهای توزیع گاوسی چگال بر خواص کانونی غربال فوتونی مورد مطالعه قرار گرفت. نشان داده شد که با افزایش تعداد روزنه ها و بنابراین افزایش تعداد نواحی همپوشانی کامل پهنای بیشینه ی مرکزی کمتر شده و شدت بیشینه های ثانویه بیشتر می شود. بطوریکه برای حالتی که تقریبا در تمام نواحی همپوشانی رخ می دهد این بیشینه ها به بیشینه ی اصلی متصل می شوند و در نتیجه بیشینه ی مرکزی پهن تری را به وجود می آورند. اثر این توزیع معرفی شده برخواص تصویرگیری این عنصر پراشی و نیز خواص کانونی همدوس و ناهمدوس آن از طریق کار تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج تئوری و شبیه سازی های کامپیوتری با نتایج تجربی که برای نور همدوس و ناهمدوس انجام شده است، تطابق کامل دارند. در نهایت نتایج بدست آمده از این عنصر پراشی و تیغه ی منطقه ای فرنل ‎(fzp)‎ با هم مقایسه شد.

در این پایان نامه ‎‎‎توزیع جدیدی از روزنه های غربال فوتونی بر پایه ی توزیع نمایی چگال ارائه شده است. توزیع چگال توزیعی است که باعث همپوشانی روزنه ها در تعدادی از حلقه های داخلی غربال فوتونی می شود. ‎‎ ‎ توزیع چگال روزنه ها از یک طرف باعث کم شدن پهنای بیشینه ی مرکزی نسبت به غربال فوتونی مرسوم و تیغه ی منطقه ای ‎‎ ‎فرنل شده ‎و‎ از طرف دیگر با افزایش تعداد حلقه های پر باعث رشد بیشینه های ثانویه می شود. برای حل آن توزیعی ارائه شده است که در هر حلقه ناپیوستگی هایی را ‎‎ ‎ بوجود می آورد. اثر این ناپیوستگی بر ‎‎خواص تصویرگیری و ‎‎نیز خواص ‎کانونی همدوس و ‎ناهمدوس ‎‎‎ عنصر پراشی از طریق کار تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار گرفته است. ‎‎ ‎نمودارهای بدست آمده از کار تجربی به طرز جالبی نتایج شبیه سازی را تأیید می کنند. نشان داده می شود که تاثیر این توزیع کاهش اثر بیشینه های ثانویه و نیز ابیراهی رنگی است و ‎نیز‎ به علت نیاز به لنزهایی در اندازه های مختلف اثر کوچک نمایی بر عدسی های پراشی مورد بررسی قرار گرفته که نتایج بدست آمده حاکی از اثر مثبت آن بر خواص کانونی کننده ی عناصر پراشی است. تصاویر حاصل از مشاهدات تجربی که در پایان کار آمده است, تاثیر ایجاد ناپیوستگی ها بر افزایش وضوح را به خوبی نشان می دهد.

جدید مدولاسیون پهنای پالس استفاده شده است. برخلاف روش های مرسوم در اینجا مدولاسیون شدت نور فرودی به روی فوتورزیست با استفاده از برهمنهی دو یا چند توری پراشی دامنه ای کنترل می شود. قبلا برای ساخت میکرومنشور ها با زاویه راس بزرگ از روش های دیگری غیر از ماسک های مقیاس خاکستری استفاده می شد که زمان وهزینه ی بیشتری مورد نیاز بود. اما با روش ارایه شده در این پایانامه می توان میکرو منشور هایی با زاویه بزرگ را با وقت و هزینه ی کمتر تولید کرد.همچنین در این زساله روش‎‎هایی برای کنت‎ر‎ل زاویه و یا انحنای قطعه میکرو اپتیکی ارایه شده است که در صنعت کاربرد بسزایی دارند. این پایانامه به ارائه روشی برای ساخت قطعات میکرو اپتیک عمیق ساختار (در اینجا میکرومنشور هایی با زاویه راس بزرگ) با استفاده از روش ماسک لیتوگرافی پرداخته است.همچنین روش هایی برای یکنواخت کردن سطوح تولید شده ارئه شد. در این پایانامه ابتدا روش های ساخت انواع قطعات میکرواپتیکی و تکنیک لیتوگرافی در ساخت این قطعات شرح داده شده است‏،سپس مراحل شبیه سازی کامپیوتری با استفاده از نرم افزار انجام شده است.بعد از بررسی نتایج شبیه سازی‏، تست اپتیکی الگوهای ماسک تولید کننده ی این قطعات‏، در اندازه ی بزرگتر از الگوهای اصلی قبل از انتقال نهایی به روی ماسک با استفاده از یک چیدمان اپتیکی شرح داده شده است.در فصل پایانی با بررسی نتایج شبیه سازی و تست آزمایشگاهی به چگونگی ساخت میکرو منشور بر روی فوتورزیست در اتاق تمیز با استفاده از تکنیک فوتولیتوگرافی و در نهایت تست قطعه حاصل با استفاده از دستگاه های مرتبط پرداخته شده است.نهایتا تکنیک طراحی و ساخت میکرو منشور ها با زاویه راس بزرگ(تا 26 درجه) تشریح شده است.

اکسیلن عنصری پراشی است که از ترکیب دو عنصر عدسی پراشی و عدسی محور مخروطی به وحود می آید. عدسی پراشی در حقیقت باعث کانونی کردن موج فرودی در یک نقطه و عدسی محور مخروطی دارای کانون بلندی است ولی پهنای کانونی زیادی دارد و به همین علت دارای قدرات تفکیک کمی است. با ترکیب این عنصر با عدسی پراشی قدرات تفکیک این عنصر اپتیکی افزایش می یابد. ولی چون غربال فوتونی دارای قدرت تفکیک بالاتری نسبت به عدسی پراشی (تیغه ی منطقه ای فرنل) است بنابراین با ترکیب عدسی محور مخروطی با غربال فوتونی انتظار داریم که به قدرت تفکیک به مراتب بالاتری دست پیدا کنیم.

عناصر اپتیکی با عمق کانونی زیاد و تفکیک افقی بالا در کاربردهای متنوعی همچون تنظیمات دقیق واندازه گیری های مقطعی مورد نیازند. عدسی های پراشی به دلیل سبکی، انعطاف پذیری و کم هزینه بودن، توانسته اند جایگزین خوبی برای عدسی های شکستی باشند.در این پایانه نامه مطالعات و شبیه سازی انجام شد برروی نوعی عدسی پراشی جدید ارائه گردیده، که هدف اصلی از آن ایجاد عمق کانونی بلند بوده است. که از ترکیب دو عدسی پراشی همگرا و واگرا کننده طراحی انجام شده است. تیغه منطقه ای فرنل (عدسی پراشی همگرا کننده) جبهه موج فرودی را کانونی می سازد، اما عمق کانونی آن کم است. تیغه معکوس منطقه ای فرنل (عدسی پراشی واگرا کننده) جبهه موج تخت را واگرا می سازد. عدسی پراشی-ترکیبی طراحی شده با فرضیه فیلتر کردن عملکرد تیغه معکوس منطقه ای فرنل توسط تیغه منطقه ای فرنل انجام شده است. با توجه به دو پارامتر : شعاع$(r)$ و فاصله کانونی$(f)$، تغییراتی در ساختار عدسی اعمال شده. بر مبنای این دو پارامتر می توان نمونه هایی با عمق کانونی مورد نظر را بدست آورد. ضمناً ساختار ترکیبی از رابطه ی منطقی پیروی می کند. نتایج تجربی نتایج شبیه سازی را تصدیق می کند. بنابراین با استفاده از طرح پیشنهادی می توان عدسی پراشی با عمق کانونی قابل کنترل را طراحی کرد .

اگزیکن نام یک نوع عدسی می باشد که توانایی کانونی کردن نور را به شکل بسلی و حلقه ای دارد و همچنین در امتداد محور اپتیکی کانون دارای عمق می باشد. در این پایان نامه انواع مختلف از اگزیکن معرفی می شود و مشخصات آنها مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه تمرکز خود را برروی اگزیکن پراشی معطوف می کنیم که در میابیم نور کانونی شده با استفاده از اگزیکن پراشی عادی شامل ابیراهی ها و شدت های مزاحم و ناخواسته، شکل نامطلوب موج کانونی شده و عدم یکنواختی شدت روی محور اپتیکی است. پس سعی شد با ایجاد تغییر در طراحی و ساخت آن، این عنصر پراشی را تصحیح کنیم. در واقع تابع عبور جدیدی معرفی می شود که می تواند با حذف یا فیلتر حلقه ی اگزیکنی وجایگزین کردن ریز روزنه هایی با شعاع های متغیر گاوسی و پراکنش با آرایش گاوسی ریز روزنه ها در محل روزنه حلقه ای اگزیکنی حذف شده ، اصلاحات را برآورده سازد. در نهایت تاثیر این تغییرات را مورد بررسی قرار داده و کانون حاصل از اگزیکن تصحیح شده باکانون حاصل از اگزیکن پراشی عادی مورد مقایسه قرار می گیرد که نتایج موفقیت اعمال این تغییرات را نشان می دهد.

در این پایان نامه خواص کانونی و تصویر گیری تیغه ی منطقه ای فرنل با ساختار بدیعی از تیغه ی فرنل‏، بررسی شده است. به علت محدودیت تکنیکی در ساخت تیغه های منطقه ای فرنل با قطرهای بزرگتر‏، این قطعات قابل تولید نیستند. چرا که چاپ در لیتوگرافی برای نوارهای روشن تیغه ی منطقه ای فرنل‏ با پهنای کوچکتر از 20-40 نانومتر امکان پذیر نیست. بنابراین روشی را معرفی می کنیم که در آن با ثابت بودن فاصله ی کانونی‏، تیغه ی منطقه ای با قطر بزرگتر را تولید کرده به نحوی که می توان تا هر مقدار دلخواه‏، قطر این قطعه را افزایش داد. در این کار‏، تیغه ی منطقه ای فرنل به سه ناحیه تقسیم بندی شد‎‎ه و برای حلقه های روشن در هر ناحیه پهنای مشخصی در نظر گرفته شده است. برای رفع محدودیت لیتوگرافی‏، اندازه ی مشخصه ی باریک ترین حلقه ی روشن‏، 40 میکرو متر معرفی شده است. بنابراین در تمامی نمونه ها‏، تعداد حلقه های روشن ناحیه ی 1‏، ثابت است. با تغییر دادن تعداد حلقه های روشن نواحی 2 و 3 به نحوی که تعداد کل حلقه های روشن مقدار ثابت n باشد‏، توزیع شدت گاوسی با پهنای کم و در نتیجه بیشینه ی مرکزی تیزتر حاصل شده است. به این ترتیب قدرت تفکیک هم افزایش قابل توجهی یافته است.

‎در این پایان نامه تیغه ی فرنل مربعی سمتی معرفی گردیده و اثر پارامتر تغییر ساختار مرتبط با خواص کانونی آن مورد مطالعه قرار داده شده است. نشان داده میشود که در مقایسه با تیغه ی فرنل مربعی بیشینه ی مرکزی به خوبی تصحیح می شود. همچنین بیشینه های ثانویه آن به مقدار قابل توجهی کم شده اند. همچنین تاثیر نور عبوری از مکان گوشه ها و عمودمنصف های تیغه ی فرنل مربعی بر بازده و نمودارهای شدت طولی و عرضی عدسی پراشی مربعی مورد تحلیل و بررسی قرار گرفته است که برمبنای آن تیغه فرنل مربعی تغییر شکل یافته معرفی می گردد. با تاریک کردن گوشه های تیغه ی فرنل مربعی نشان داده شده که گوشه های تیغه ی فرنل مربعی در تداخل های ویرانگر نقش بسزایی دارند و همچنین با جلوگیری از عبور نور از مکان عمود منصف های تیغه ی فرنل مربعی مشاهده میشود که بازده به شدت کاهش میابد که بر مبنای آن نور عبوری از مکان عمودمنصف های تیغه ی فرنل مربعی نقش اصلی را در ایجاد تداخل های سازنده دارد. نتایج تجربی به طور کامل نتایج شبیه سازی را تایید میکنند.

در این پایان نامه نوع جدیدی از عدسی پراشی که غربال فوتونی مربعی نامیده می شود ارائه می گردد. ویژگیهای کانونی کنندگی این عنصر جدید، بررسی شده و با تیغه منطقه ای فرنل مربعی مقایسه شده است. پهنای بیشینه مرکزی در این غربال فوتونی جدید کوچکتر است همچنین بیشینه های ثانویه و تراز ثابت شدت بصورت محسوسی کاهش یافته است. بعلاوه، نشان داده می شود که شعاع روزنه ها و محل قرارگیری آنها تاثیر بسزایی بر توزیع شدت در کانون غربال فوتونی مربعی دارد. نتایج تجربی، مطالعات نظری و شبیه سازی ها را کاملا تایید می کنند.

اگسیلنز یک عدسی پراشی ترکیبی است که دارای عمق کانونی است.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.