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宽温度范围双层衍射元件优化设计及应用

光学学报 2023年第8期43卷 384-392页

作者：毛珊赖涛聂怀乐唐玉凤宋逸辰赵建林西北工业大学物理科学与技术学院光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室陕西西安710129 西北工业大学物理科学与技术学院陕西省光信息技术重点实验室陕西西安710129

建立了环境温度对双层衍射元件衍射效率影响的数学模型,给出高衍射效率衍射元件的优化设计方法。通过选择宽温度范围内设计波长对,计算衍射元件微结构参数,确保双层衍射元件在基底材料确定的情况下仍具有高衍射效率,发现混合成像光学系... 详细信息

建立了环境温度对双层衍射元件衍射效率影响的数学模型,给出高衍射效率衍射元件的优化设计方法。通过选择宽温度范围内设计波长对,计算衍射元件微结构参数,确保双层衍射元件在基底材料确定的情况下仍具有高衍射效率,发现混合成像光学系统具有最佳像质。最后设计了一套含有此双层衍射元件的中波红外混合成像光学系统。结果表明,与传统设计相比,本文方法能够有效地改善混合成像光学系统的无热化设计像质,设计结果更好。

关键词：光学设计衍射元件折衍混合成像光学系统无热化设计

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一种适用于多波长的衍射元件设计方法

光学学报 2015年第10期35卷 30-36页

作者：王佳舟庞辉张满史立芳曹阿秀邓启凌中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100039

传统的衍射光学元件(DOE)设计方法只适用于单个波长,但在全息投影显示、彩色图像生成等领域中往往需要多个DOE,系统较为复杂,很大地限制其应用范围。提出了一种新的DOE设计方法,利用该方法设计所得的单个DOE可以在多个波长的入射光下实... 详细信息

传统的衍射光学元件(DOE)设计方法只适用于单个波长,但在全息投影显示、彩色图像生成等领域中往往需要多个DOE,系统较为复杂,很大地限制其应用范围。提出了一种新的DOE设计方法,利用该方法设计所得的单个DOE可以在多个波长的入射光下实现特定光场的输出。针对每个输入波长分别设计对应的DOE,以最长波长的DOE高度作为初始高度,结合加工工艺限制对该高度进行优化,使得每个入射波长对应的单波长DOE高度分布和多波长DOE高度分布之间的等效误差总和最小。利用该方法设计了用于彩色图像生成的DOE,分析了相关参数的取值范围对衍射效率和均方根误差的影响,并在最佳取值范围内进行了相应的数值仿真,仿真结果证明了该方法的可行性。

关键词：傅里叶光学衍射元件多波长彩色图像

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衍射元件单点金刚石车削的工艺参数

机械设计与研究 2009年第4期25卷 83-85,105页

作者：赵峻彦王鹏长春理工大学机电工程学院长春30022 华中光电技术研究所武汉430073

讨论了金刚石车削刀具刀尖半径和车削进给量对衍射元件微结构形状的影响;从加工表面粗糙度引起的光的散射(TlS)出发,分析了刀具刀尖半径、进给量和散射量之间的关系,给出了定量分析结果;再结合衍射元件加工中的遮挡效应、加工时间等问题... 详细信息

讨论了金刚石车削刀具刀尖半径和车削进给量对衍射元件微结构形状的影响;从加工表面粗糙度引起的光的散射(TlS)出发,分析了刀具刀尖半径、进给量和散射量之间的关系,给出了定量分析结果;再结合衍射元件加工中的遮挡效应、加工时间等问题,给出了加工过程中选取刀具刀尖半径和车削进给量等车削工艺参数的一般性原则。

关键词：单点金刚石车削工艺参数衍射元件

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一种设计二元衍射元件的优化方法

物理学报 1996年第8期45卷 1331-1336页

作者：陈岩松李德华中国科学院物理研究所北京100080

基于菲涅耳衍射原理和Gerchberg-Saxton的迭代算法,提出一种孔径分区设计二元衍射元件的优化方法.采用此方法设计的二元衍射元件产生的目标光强于输入激光的模式是不敏感的.具体设计与研制了用于CO_2激光表面(火卒)火处理的二元衍射元件... 详细信息

基于菲涅耳衍射原理和Gerchberg-Saxton的迭代算法,提出一种孔径分区设计二元衍射元件的优化方法.采用此方法设计的二元衍射元件产生的目标光强于输入激光的模式是不敏感的.具体设计与研制了用于CO_2激光表面(火卒)火处理的二元衍射元件,该衍射元件使CO_2激光束变形成12mm×2mm的矩形光斑.试验结果表明,产生的目标光斑满足设计要求.

关键词：二元衍射元件菲涅耳衍射优化设计

利用汉克尔变换设计高斯光束整形衍射元件的应用研究

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中国光学 2016年第2期9卷 277-283页

作者：刘华中国科学院长春光精密机械与物理研究所光电技术研发中心吉林长春130033

衍射光学元件由于可以实现对高斯光束的整形而被重视,其通常的设计方法为G-S算法,由于使用傅里叶变换运算量大、费时长,将快速汉克尔变换应用到这些算法中可以极大地提高运算速度,节省运算时间,为设计复杂的光束整形元件提供了高效、可... 详细信息

衍射光学元件由于可以实现对高斯光束的整形而被重视,其通常的设计方法为G-S算法,由于使用傅里叶变换运算量大、费时长,将快速汉克尔变换应用到这些算法中可以极大地提高运算速度,节省运算时间,为设计复杂的光束整形元件提供了高效、可行的方法。本文利用该种方法设计针对中心波长为775 nm、光束束腰口径为6 cm的激光器,成功设计了一个具有二阶相位的折衍混合光学元件。仅单独这一片元件,既可在距离其35 m处得到一半径为200μm的圆形平顶光斑,均方根误差D〈0.021。当抽样值取2~15时,在普通PC机上运行时间仅为20.05 s,大大节省了优化设计时间（整个优化设计过程往往需要几十次甚是上百次这种运算）。同时利用离子刻蚀技术加工了该折衍混合元件,并进行了实际测试,结果与设计值基本相符,整形效果较好。这种单片的整形元件不仅整形效果好,还有利于与激光器的集成,简化系统的调节。

关键词：衍射元件光束整形高斯光束汉克尔变换

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软X射线衍射元件

光学机械 1991年第1期 39-44页

作者：付绍军洪义麟陶晓明中国科技大学

本文介绍了用于软X射线波段的衍射元件-高精度波带片和金透射光栅的研制技术,国内外研究现状和发展趋势。

关键词：软X射线衍射元件光学元件

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用衍射元件实现全交叉光互连

量子电子学 1994年第2期11卷 59-60页

作者：罗风光曹明翠李洪谱赵向军艾军徐军李再光华中理工大学激光技术国家重点实验室

用衍射元件实现全交叉光互连罗风光，曹明翠，李洪谱，赵向军，艾军，徐军，李再光（华中理工大学激光技术国家重点实验室，武汉４３００７４）衍射光学元件（ＤＯＥｓ）是一类重要的二元光学元件，随着对（ＤＯＥｓ）的设计、分析和制... 详细信息

用衍射元件实现全交叉光互连罗风光，曹明翠，李洪谱，赵向军，艾军，徐军，李再光（华中理工大学激光技术国家重点实验室，武汉４３００７４）衍射光学元件（ＤＯＥｓ）是一类重要的二元光学元件，随着对（ＤＯＥｓ）的设计、分析和制造技术的深人研究，它正开始在光互连...

关键词：衍射元件全交叉光互连二元光学元件

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采用衍射元件实现消热差的混合红外光学系统

光学学报 2001年第11期21卷 1364-1367页

作者：焦明印冯卓祥北京理工大学光电工程系北京100081 西安应用光学研究所西安710065

叙述了利用衍射光学元件的环境温度特性实现光学系统像面环境温度补偿的原理和设计方法。提出了按照最佳像面确定最佳修正因数的补偿方法 ,使系统的性能在要求的温度范围内得到最佳补偿。给出了在 2 0℃～5 0℃范围实现像面环境温度补偿... 详细信息

叙述了利用衍射光学元件的环境温度特性实现光学系统像面环境温度补偿的原理和设计方法。提出了按照最佳像面确定最佳修正因数的补偿方法 ,使系统的性能在要求的温度范围内得到最佳补偿。给出了在 2 0℃～5 0℃范围实现像面环境温度补偿和 8μm～ 12 μm波段内消色差的系统设计参数和评价结果。所设计的系统结构简单。

关键词：衍射光学消热差设计衍射元件混合红外光学系统色散特性光学仪器

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衍射元件在大相对孔径红外镜头中的应用

西安工业学院学报 2006年第1期26卷 13-16,20页

作者：欧旭锋舒朝濂西安工业学院光电工程学院西安710032

针对非制冷红外探测器的光学成像系统F／#-1左右的要求，分别采用三片式、两片式折射物镜为初始结构，结合像差理论，设计出了三款f=50mm，F／1，全视场角为10°，工作波段为8～12μm的红外物镜．前两款为折射物镜，后一款为折-衍混合... 详细信息

针对非制冷红外探测器的光学成像系统F／#-1左右的要求，分别采用三片式、两片式折射物镜为初始结构，结合像差理论，设计出了三款f=50mm，F／1，全视场角为10°，工作波段为8～12μm的红外物镜．前两款为折射物镜，后一款为折-衍混合物镜．设计结果表明：非球面和衍射面结合的折衍混合物镜可以替代传统的球面物镜，性能上也优于采用非球面的折射结构物镜．

关键词：非制冷红外探测器衍射元件红外折-衍混合物镜