一种分色聚焦位置可调的衍射光学元件及其设计方法

摘要

本发明提供了一种分色聚焦位置可调的衍射光学元件及其设计方法，涉及光学领域。本发明的设计方法包括：对于每一个波长，根据当前采样点处聚焦透镜的厚度获得针对对应波长的等效调制厚度；将多个等效调制厚度分别加上当前采样点处光栅的厚度，获得多个初始调制厚度；所述光栅均为对于每一个波长的相应的闪耀光栅，所述光栅对于每一个波长设计不同的棱镜角度，所述棱镜角度的值根据每一个波长的聚焦位置获得；对所述多个初始调制厚度采用厚度优化算法确定所述单片式衍射光学元件的对应采样点处的设计调制厚度。本发明提供的衍射光学元件，物理模型简单、计算快速且普遍适用，可以提高光学聚焦效率，在输出平面上，可任意调控分色聚焦位置。

主权项

一种分色聚焦位置可调的衍射光学元件的设计方法，基于用于对包含多个波长的入射光进行分色的光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的聚焦透镜的多个采样点处的厚度来获得所述衍射光学元件的对应多个采样点处的设计调制厚度；所述衍射光学元件具有与所述光栅和所述聚焦透镜的组合基本相同的光学功能；对于所述光栅和所述聚焦透镜的每个采样点，所述设计方法包括：步骤一：对于所述多个波长中的每一个波长，根据当前采样点处所述聚焦透镜的厚度获得针对对应波长在相位调制方面等效的等效调制厚度，所述等效调制厚度在衍射光学元件尺度范围内；由此，对于所述多个波长，对应地获得多个等效调制厚度；步骤二：将所述多个等效调制厚度分别加上当前采样点处所述光栅的厚度，以对应地获得当前采样点处的多个初始调制厚度；所述光栅均为对于所述多个波长中的每一个波长的相应的闪耀光栅，所述光栅对于所述多个波长中的每一个波长设计不同的棱镜角度，所述棱镜角度的值根据所述多个波长中的每一个波长的聚焦位置获得；步骤三：对所述多个初始调制厚度采用厚度优化算法确定所述单片式衍射光学元件的对应采样点处的设计调制厚度。