近年来,随着光电系统、微型光学系统和光纤通信系统等领域的迅猛发展,梯度折射率(Gradient-Index,GRIN)材料作为一种新型的光学材料,它们可具有简单的几何形状,主要依靠介质折射率的非均匀性实现各种光学功能。因其体积小、光路短、重量轻、性能优越、易于生产、便于集成等优点,引起了人们对其研究和应用的广泛关注。采用无机材料研究开发的梯度折射率光学器件,已发展得比较成熟。相对于无机梯度折射率材料的研究,高分子梯度折射率材料的应用研究则较晚,特别是对含氟聚合物梯度折射率光学器件的研制应用刚起步。　　本工作系统地研究了含氟高分子梯度折射率系统:甲基丙烯酸甲酯(MMA)-丙烯酸六氟丁酯(6FBA)共聚材料,对不同摩尔比值的两单体混合液,选择适合的工艺条件(共聚温度60℃-70℃,引发剂过氧化苯甲酰0.1wt％-0.2wt％)进行本体共聚反应,获得各摩尔比值下的匀质聚合物;并用最小偏向角法分别测量了由系列匀质聚合物制作的三棱镜的折射率。结果表明:该体系可在MMA与6FBA两单体广泛的质量配比下进行共聚,形成透光性能很好的光学材料;匀质聚合物的折射率与生成该聚合物的单体摩尔比值呈准线性关系。研究了各摩尔比值匀质聚合物的色散性能,在可见光区分别测得各试样在汞灯黄、绿、紫谱线处的不同折射率值,计算了相应科希色散公式的系数。在此基础上,如采用多层、不同摩尔比值的薄层进行分层叠加凝胶扩散共聚反应,有望获得折射率差值高达0.06-0.07左右的梯度折射率材料,比现有梯度折射率器件的折射率差值提高近一个数量级,对于提高梯度折射率光学器件的光学性能具有积极的意义。最后分析了聚合物轴向梯度折射率平凸球面透镜的像差特性,为下一步设计制作微小光学系统奠定了基础。　　本论文的主要内容如下:　　第一章:概述了梯度折射率光学、梯度折射率材料的分类、微小光学和高分子梯度折射率材料,并对本课题研究目的及研究意义作了简要的阐述。　　第二章:推导了轴向梯度折射率介质的光学方程,介绍了轴向梯度折射率平板的光学特性,列举了特殊轴向梯度折射率介质折射率分布函数。　　第三章:对于含氟高分子梯度折射率系统(MMA-6FBA)共聚材料,将该系统中不同摩尔比值的MMA-6FBA共聚单体进行本体共聚反应,已成功研制出不同摩尔比值均质聚合物,并研究了反应条件对试验结果的影响。用最小偏向角法分别测量了由该系列匀质聚合物制作的三棱镜的折射率,对试验结果进行了分析和小结。　　第四章:理论上计算了聚合物轴向梯度折射率平凸球面透镜成像像差,并对这种梯度折射率透镜与同等形状的均匀介质透镜的像差做了比较。　　第五章:归纳全文,并对本课题所取得的成绩、存在的问题以及进一步工作作了总结和展望。