基底材料组合对多层衍射元件衍射效率影响的研究

发布时间：2022-02-19 12:47

　　由衍射光学元件和折射元件构成的新型折衍射混合光学系统,能够解决成像光学系统中的某些具有挑战性的问题。多层衍射光学元件是新型衍射光学元件。传统多层衍射光学元件的设计基于以下假设条件进行,即假设环境温度恒定为常温20℃,并且假设光线垂直入射到衍射元件表面。当环境温度偏离常温20℃或者入射角度增大时,多层衍射光学元件的衍射效率有所下降。本文研究了环境温度较宽、光线倾斜入射等情况下多层衍射光学元件的衍射效率变化情况,发现不同基底材料组成的多层衍射光学元件衍射效率受环境温度或斜入射角度的影响差异较大。对于受环境温度或斜入射角度影响较大的基底材料组成的多层衍射元件,当环境温度发生变化或斜入射角度变大时,衍射效率下降较快甚至无法使用。因此,合理选择多层衍射光学元件的基底材料组合至关重要。本文提出了温度-基底材料优化选择方法和入射角度-基底材料优化选择方法,通过这些方法可以得到适用于宽温度范围和大入射角度范围的多层衍射光学元件最优基底材料组合。对于特定基底材料组合,本文给出了温度-微结构高度优化方法,有效提高了宽温度范围内多层衍射光学元件的衍射效率。本文的研究方法和结论对折衍射混合光学系统在宽温度范围... 

【文章来源】：长春理工大学吉林省

【文章页数】：122 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 衍射光学的发展
        1.1.1 二元衍射光学的发展
        1.1.2 单层衍射光学元件的发展和谐衍射光学元件的发展
        1.1.3 多层衍射光学元件的发展
    1.2 衍射光学元件的拓展应用
        1.2.1 衍射光学元件在新型成像系统中的应用
        1.2.2 衍射光学元件在其他领域的应用
    1.3 多层衍射光学元件的加工技术和检测技术
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第2章 衍射光学元件的衍射效率分析
    2.1 多级位相光栅的衍射效率分析
        2.1.1 标量衍射理论
        2.1.2 多级位相光栅的衍射效率
    2.2 单层衍射光学元件的衍射效率分析
        2.2.1 单层衍射光学元件的衍射效率
        2.2.2 单层衍射光学元件的带宽积分平均衍射效率
    2.3 多层衍射光学元件的衍射效率分析
        2.3.1 多层衍射光学元件的衍射效率
        2.3.2 标量衍射理论分析多层衍射光学元件的局限性
    2.4 反射式成像衍射光学元件的衍射效率分析
        2.4.1 反射式成像衍射光学元件的衍射效率
        2.4.2 含有反射式成像衍射光学元件的超薄成像系统设计
    2.5 本章小结
第3章 宽温度范围内提高多层衍射光学元件衍射效率的方法研究
    3.1 多层衍射光学元件的温度特性
    3.2 环境温度对多层衍射光学元件衍射效率的影响
    3.3 温度-微结构高度优化设计方法研究
    3.4 温度-基底材料组合优化选择设计方法研究
        3.4.1 温度-基底材料组合优化选择设计方法的理论模型
        3.4.2 温度-基底材料组合优化选择设计方法的分析和讨论
    3.5 本章小结
第4章 斜入射时基底材料组合对多层衍射光学元件衍射效率的影响
    4.1 应用于单波段的多层衍射光学元件入射角度-基底材料选择方法
    4.2 应用于多波段的多层衍射光学元件入射角度-基底材料选择方法
    4.3 入射角度-基底材料组合优化选择设计方法的分析和讨论
        4.3.1 单波段入射角度-基底材料组合优化选择设计方法的分析和讨论
        4.3.2 多波段入射角度-基底材料组合优化选择设计方法的分析和讨论
    4.4 本章小结
第5章 多层衍射光学元件在折衍射混合光学系统中的应用
    5.1 基于温度-基底材料组合优化选择方法的折衍混合无热化光学系统设计
    5.2 基于温度-微结构高度优化方法的折衍射混合无热化光学系统设计
    5.3 基于入射角度-基底材料组合优化选择方法的折衍混合变焦光学系统设计
        5.3.1 双波段多层衍射光学元件基底材料组合的优化选择设计
        5.3.2 折衍射混合双波段红外变焦镜头的优化设计
    5.4 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论及创新点
    6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[3]全景三维立体头盔显示光学系统设计[J]. 卢海平,刘伟奇,康玉思,魏忠伦,冯睿,付翰毅.  光学学报. 2012(05)
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博士论文
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[2]修正折/衍混合系统像质分析模型的研究[D]. 王泰升.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[3]用于激光光束整形的衍射光学元件设计[D]. 林勇.大连理工大学 2009
[4]多层衍射光学元件设计理论及其在混合光学系统中的应用[D]. 马韬.浙江大学 2006
[5]衍/折红外混和光学系统及其测试技术研究[D]. 米凤文.浙江大学 2001



本文编号：3632926