基于复合带宽积分平均衍射效率的倾斜误差研究

发布时间：2024-04-06 21:25

　　在系统装调过程中引入的倾斜误差会影响衍射光学元件(DOEs)的衍射效率。入射角度的增大也会影响DOEs的衍射效率。基于多层衍射光学元件(MLDOEs)的相位延迟表达式,提出了斜入射时衍射效率和带宽积分平均衍射效率(BIADE)与倾斜误差的理论关系模型。分析了斜入射时倾斜误差对衍射效率和BIADE的影响。建立了工作在一定入射角度范围内的复合BIADE与倾斜误差的关系。当工作在8～12μm波段的MLDOEs的入射角度范围为0°～20°时,若要实现98%的复合BIADE,倾斜误差角度应控制在0.25°范围内。进一步分析了存在偏心误差和相对微结构高度误差等其他误差因素时,要达到一定的复合BIADE,所需对应的倾斜误差大小。该方法和结论可以用于指导混合光学系统中MLDOEs的设计与装调。

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【部分图文】：

图1MLDOEs表面入射光的折射

?(λ)=2πd1λ[n1(λ)cosθi,1-1-n12(λ)sin2θi,1]+2πd2λ[n1(λ)sinθi,1sinα-cosα1-n12(λ)sin2θi,1]+2πd2λ[n22(λ)....

图2MLDOEs的偏心误差

式中:sinβ2=d2Τ2+d22,Τ为元件的微结构周期宽度。若考虑多层衍射元件在加工过程中引入的微结构高度误差,则第i层谐衍射元件的实际微结构高度为

图3正入射时两个波长处的衍射效率与倾斜误差的关系

正入射时,MLDOEs在8.80μm和11.12μm两个设计波长处对应的衍射效率与倾斜误差角度的关系如图3所示。当倾斜误差为5°时,在设计波长8.80μm和11.12μm处对应的衍射效率分别为99.67%和99.80%。MLDOEs在8～12μm整个波段范围内对应的BI....

图4正入射时BIADE与倾斜误差的关系

图3正入射时两个波长处的衍射效率与倾斜误差的关系3.2斜入射时的倾斜误差分析

本文编号：3947183