红外宽波段多层衍射光学元件衍射效率分析

发布时间：2017-09-12 23:18

  本文关键词：红外宽波段多层衍射光学元件衍射效率分析

  更多相关文章： 衍射效率 红外宽波段 双层衍射光学元件 光学设计

【摘要】：近年来,各种衍射光学元件被广泛应用到各类红外成像系统中,主要由于衍射光学元件能够消色差、消热差、简化系统结构以及提高光学设计自由度等优势。尽管如此,衍射效率依然是制约衍射光学元件在红外成像光学系统中应用的主要因素,特别是在多窗口的红外成像光学系统中的应用,因此有必要研究在红外宽波段内实现高衍射效率的衍射光学元件。本文开始简单介绍了衍射的历史以及衍射系统未来的发展方向,紧接着介绍了衍射成像的理论基础。围绕衍射光学元件的衍射效率进行讨论,追溯衍射效率分析模型,分别为标量衍射理论模型和电磁波理论模型,探讨两种模型的适用范围,分析了单层衍射光学元件,双层衍射光学元件以及谐衍射光学元件的衍射效率。分别分析了入射角、波长、以及温度对衍射元件的影响,尤其针对在红外波段的双层衍射元件,不同的设计波长对衍射效率的影响,得出合适的设计波长最大可以提高15%。根据双层衍射光学元件理论,设计了含有双层衍射元件的中远红外光学系统,其中波红外的传递函数(MTF)在/40mmlp所有视场达到0.6,长波红外在/40mmlp所有视场达到0.2。
【关键词】：衍射效率 红外宽波段 双层衍射光学元件 光学设计
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN216
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 衍射光学元件概述8-10
• 1.2 多层衍射光学元件的发展近况10-11
• 1.3 衍射光学元件在红外成像光学系统中的应用11-12
• 1.4 论文主要研究内容12-13
• 第二章 衍射光学元件的成像理论13-22
• 2.1 衍射光学元件的光焦度13-14
• 2.2 衍射光学元件的色散性质14-16
• 2.3 衍射光学元件的非球面特性16-18
• 2.4 衍射光学元件的三级像差理论18-22
• 第三章 衍射光学衍射效率分析22-31
• 3.1 衍射光学元件22-23
• 3.2 衍射效率的分析模型23-24
• 3.2.1 标量衍射理论模型23
• 3.2.2 严格电磁理论模型23-24
• 3.3 衍射光学元件的衍射效率分析24-31
• 3.3.1 单层衍射面的衍射光学元件以及其衍射效率25-27
• 3.3.2 谐衍射光学元件以及谐衍射光学元件的衍射效率27-28
• 3.3.3 双层衍射光学元件以及其衍射效率28-31
• 第四章 衍射光学元件的特性分析31-40
• 4.1 入射角对衍射效率的影响31-34
• 4.2 设计波长对双层衍射元件衍射效率影响34-37
• 4.3 温度对衍射光学元件的影响37-40
• 第五章 含双层衍射元件的红外折衍射系统设计40-46
• 5.1 双层衍射光学元件的设计方法40-41
• 5.1.1 单个设计波长设计方法40-41
• 5.1.2 双设计波长设计方法41
• 5.2 双衍射面的结构分析41-42
• 5.3 双波段高衍射率的衍射光学系统设计42-46
• 第六章 结论及展望46-48
• 6.1 结论46
• 6.2 展望46-48
• 致谢48-49
• 参考文献49-50

，

本文编号：840118