二元光学元件衍射效率的分析与计算

衍射效率对于二元光学元件是一个非常重要的概念 ,也是一个重要的器件性能指标。从理想的锯齿形相位轮廓入手 ,利用标量衍射理论 ,分析并导出锯齿形一维位相光栅的衍射效率的计算公式。进而讨论在二元光学技术中 ,以台阶状的轮廓逼近锯齿形相位轮廓的机制 ,构造台阶状光栅的相位轮廓函数 ,从而导出其透过函数和角谱 ,得出二元光学元件衍射效率的理论公式 ,并对不同台阶数的二元光学元件的衍射效率进行了计算     

多位相光束分束器二元光学元件的优化设计

本文报导了对一种新的多位相分束器二元光学元件的优化设讨.二元光学元件一个周期中的每个单元的相位值和坐标都作为优化过程中的评价函数的变量.模拟结果表明,这种新的多相位分束器与只用每个单元的相位值作为优化过程中评价函数的变量的分束器相比,具有较高的衍射效率和较低的相对误差.本文还分析了影响制作多位相分束器二元光学元件的一些因素.     

菲涅耳衍射变换及其在二元光学设计中的应用

导出菲涅耳衍射的逆运算表达式，定义菲涅耳衍射变换，并基于二元光学设计的Gerch-berg—Saxton(GS)算法，将菲涅耳衍射变换用于二元光学元件的设计，给出对产品表面作激光标记的光学元件的设计实例．     

LCOS头盔微显示器光学系统设计

二元衍射光学元件作为一种成像元件具有任意相位分布、特殊色散、平像场、温度稳定等性质,同折射元件相结合可以实现许多传统成像光学不能达到的目标.本文设计一个用于0.56″LCOS头盔显示器的光学系统.该系统由三片折射透镜和一个二元衍射面构成,具有10 mm出瞳直径和20 mm眼点距.同传统光学系统相比较,该折/衍混合系统具有更长的工作距离和更好的成像质量,中心视场在35 lp/mm处的传递函数值大于0.4.     

可见光波段衍射光学元件衍射效率测量

本文简要介绍了衍射光学元件衍射效率的理论计算原理,给出了一些衍射效率的测量方法;在此基础上设计了一套实用的衍射效率测量系统,并针对一个中心设计波长为546.1nm,F数为4的折衍射混合透镜进行测试,给出了测试结果和分析;此测试系统对衍射光学元件的设计加工具有实际意义.     

衍射光学元件的耦合波方程与分析

从Maxwell方程组及其边界连续条件出发,导出了严格的衍射光学器件的耦合波方程,指出各级次衍射波之间存在着相互耦合效应,用严格的耦合波衍射理论对二元位相光栅的衍射特性进行了分析,并与标量衍射理论分析的结果作了比较,从而得出了一些重要的结论。     

衍射光学元件的耦合波方程与分析

从Maxwell方程组及其边界连续条件出发, 导出了严格的衍射光学器件的耦合波方程,指出各级次衍射波之间存在着相互耦合效应.用严格的耦合波衍射理论对二元位相光栅的衍射特性进行了分析,并与标量衍射理论分析的结果作了比较,从而得出了一些重要的结论.     

空气间隙对多层衍射光学元件衍射效率的影响

基于多层衍射光学元件的衍射效率表达式,推导出多层衍射光学元件空气间隙与其衍射效率的数学关系,并建立其关系的数学模型。基于其数学模型,分析了空气间隙、周期宽度、工作波长对多层衍射光学元件衍射效率的影响。以8~12μm波段的多层衍射光学元件为例,其基底材料分别是硫化锌（ZnS）和硒化锌（ZnSe）,以特定周期宽度研究了多层衍射光学元件空气间隙大小对其衍射效率的影响。     

衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用

衍射光学元件是利用表面浮雕结构对光波进行调制的元件．通过对比折射元件分析了衍射元件用于成像系统的特点,如任意相位分布、特殊色散等性质．探讨了衍射光学元件在现代成像系统中的应用优势,它与折射元件相结合可以实现许多传统光学系统不能达到的目标．     

二元光学元件在微光夜视物镜中的应用研究

利用二元光学元件独特的色差特性,将其引入到微光夜视物镜中,得到视场为12.2°、相对孔径为1.507、焦距为84.375mm、长度为88mm、而重量仅为83.5g的光学系统。针对衍射元件衍射效率对系统像质的影响,对系统的传递函数进行了修正。相对于传统光学系统,该系统不仅成像质量高,而且尤为轻便,非常适合军用步枪瞄准器等对重量要求苛刻的小型微光夜视仪的使用。     

二元光学元件及其应用

二元光学的研究与应用是２１世纪重点研究课题之一,它将使应用光学领域发生革命性的飞跃。在研究二元光学元件发展过程的基础上,简要介绍了二元光学元件的设计与制造工艺,列举了在图形识别、视力矫正、生物视觉模拟系统等几方面的应用,并对其应用领域及发展前景做了简要分析,为二元光学的进一步研究打下基础。     

加权GS算法的权因子对BOE整形效果的影响

采用加权GS迭代算法,以高斯光束均匀化为例,模拟计算了算法中权因子的大小对所设计的BOE整形效果的影响;利用最佳权因子设计了16阶的二元光学元件,并与权因子为其他值时进行了比较。模拟结果表明,随着权因子的增大,均方差减小,而衍射效率降低,得到了最佳的权因子值。     

二元光学元件分析方法概述

作为 90年代的光学 ,二元光学具有广泛的应用前景。根据元件特征尺寸及观察衍射场离衍射元件的远近 ,二元光学元件的分析方法有两种 ,标量衍射分析法和矢量衍射分析法。本文详细介绍了两种方法及其具体应用范围 ,并对其及各种所属方法进行了图表概括     

二元光学元件分析方法概述

作为90年代的光学,二元光学具有广泛的应用前景。根据元件特征尺寸及观察衍射场离衍射元件的远近,二元光学元件的分析方法有两种,标量衍射分析法和矢量衍射分析法。本文详细介绍了两种方法及其具体应用范围,并对其及各种所属方法进行了图表概括。     

径向偏振光束的聚焦整形及应用研究

针对径向偏振光束进行聚焦整形的问题,通过调整入射光束的参数、透镜的数值孔径以及衍射光学元件的结构,对调控光束聚焦场的强度分布进行了理论分析,提出了一种利用衍射光学元件对径向偏振光束进行聚焦整形的方法。结合实际应用的需求,设计了2种衍射光学元件,实现了超小光斑及长焦深和光链结构的聚焦场分布。数值模拟结果证实了设计的合理性。     

八台阶二元光学器件套刻误差的逐层分析法研究

用逐层分析法就八台阶二元器件套刻误差对器件衍射效率的影响进行了详细的分析和讨论,给出简便,关用的计算和分析方法。     

半导体激光器的衍射准直透镜的优化设计

针对国内外现有半导体激光器准直器件的缺点,提出了一种用于半导体激光器准直的相位型二元菲涅耳衍射透镜的优化方法。该方法在现有衍射透镜加工设备分辨率条件下,可提高衍射透镜的衍射效率,增大衍射透镜的数值孔径。     

利用二元光学技术进行激光光强叠加的研究

以一维为例，采用共轭梯度算法研究了利用二元光学技术进行激光光强叠加的可能性，并分析了由于蚀刻误差和入射激光束位置偏离引起的误差。数值模拟结果表明：在二元光学元件位相32阶量化的情况下，设计误差小于0．13％、效率大于95．7％，可以很好地实现光强叠加功能。     

二元光学器件光刻掩模的设计与制作

针对红外折/衍混合光学系统中八台阶二元光学器件以及套刻制作的特点,采用相位转化的方法对光刻掩模进行了结构参数的优化设计。探讨了掩模制作的工艺过程,采用激光直写方法制作出三块不同参数的掩模。同时,对关键技术环节进行了研究,并对掩模制作误差进行了分析。     

采用二元光学位相板修正干涉仪误差的理论探索

提出了一种利用二元光学位相板修正球面干涉仪误差的新方法,分别采用标量衍射理论和几何光学方法设计二元光学位相板,并且用计算机模拟修正结果,得到了令人满意的结果。同时,阐述了采用计算机图像处理技术修正干涉仪系统误差和检测球面镜的方法。