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消除色差的衍射光学元件设计

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:近年来,得益于基本理论研究的不断深入以及光学零件制备工艺的不断成熟,衍射光学元件在光学系统中得到了越来越广泛的应用。但从光线偏折原理来看,光线经过衍射光学元件之后的色散现象表现出与常规折射器件截然不同的特点。特别是在红外波段,光谱范围宽,可用材料少,采用衍射光学元件进行色差校正是一条极佳的技术途径。

消除色差的衍射光学元件设计

近年来,得益于基本理论研究的不断深入以及光学零件制备工艺的不断成熟,衍射光学元件在光学系统中得到了越来越广泛的应用。从基本的几何光学原理而言,对于单一波长,衍射元件在光学系统像差校正方面具有与非球面元件相似的能力,可以独立产生具有较好质量的特定光波前。但从光线偏折原理来看,光线经过衍射光学元件之后的色散现象表现出与常规折射器件截然不同的特点。然而,恰恰是这种独树一帜的特点赋予了衍射元件校正系统色差的能力。由前述章节可知,使用传统折射原理实现色差校正的关键是匹配材料,强大的玻璃库是光学系统色差校正的必要条件。在一些特殊光谱范围内可用的透明材料仅限于若干种,依赖传统设计思路难以实现色差校正。特别是在红外波段,光谱范围宽,可用材料少,采用衍射光学元件进行色差校正是一条极佳的技术途径。尤其是该谱段波长较长,衍射元件局部特征尺寸较大,降低了加工制备难度。

建立在波动光学基础上的衍射光学理论和应用,依然是一个较为复杂的研究领域。围绕该话题的论著及科技文献也十分丰富。受限于本章的篇幅及全书所针对的目标,此处仅对衍射元件在光学成像系统中的应用进行介绍,而衍射元件在照明和光束整形中的应用、衍射元件制备工艺、衍射元件微观形貌计算及优化等话题并不在本书的讨论范畴。(www.xing528.com)

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