谐衍射光学设计理论和应用研究

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谐衍射光学设计理论和应用研究
普通衍射光学元件的设计以及加工在红外波段已经十分成熟,利用其特殊的负色散以及负热差特性可以有效地进行光学系统的消色差和无热化设计,因此衍射光学元件以及折/衍射混合光学系统在现代光学领域的应用也越来越广泛。目前,光学系统的发展正向着增大数值孔径、缩短入射波长以及增加光谱宽度的目标而前进。
但随着数值孔径的增加、波长的缩短,普通衍射光学元件的加工工艺难度显著增大,其最小加工线宽有时已经超出了现在的微细加工能力,这也成为衍射光学发展的一个瓶颈。再加上普通衍射光学元件的等效阿贝数通常较小,其负色散绝对值较大;波长偏离中心波长时,其衍射效率下降严重,非设计级次衍射光形成杂散光,影响光学系统成像质量,这些也限制了衍射光学元件在宽光谱及多波段成像光学系统中的应用。
针对上述普通衍射光学元件本身的局限性,提出了应用谐衍射来增大最小加工线宽,降低工艺难度,使得加工制作大数值孔径、短波长的混合光学系统成为可能;同时,谐衍射的应用从理论上解决了普通衍射光学元件在宽光谱和多波段光学系统中的大色散以及衍射效率下降问题。通过理论设计与实际加工测试,在谐衍射光学元件的应用特性等方面进行 ...

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