f一手7 oi－￣＼ VI．15 N．10 - 北京师范大学.PDF

维普资讯 J ( f一手7 oi-~＼ V。I．15 N。．10 -■■■■第15卷第10期 l996年 1 0月 Oct．1996 100875) A摘妻对二元光学的产生和发展作了简要的舟绍，通过说明二元光学元件的设计和制作过程，建立二元光 学的基本概念，阐述了二元光学的主要应用． 关毽词； 堑塾 兰 ； 分类号 ! ； (浮雕)直接表述光波的相位改变．相息图是能 l 二元光学的产生和发展 实现光波相位作任意转变的纯相位光学元件， 光学元件的作用从本质上讲可以说是为了 光能利用率也极高，但由于它的研制工艺复杂， 实现所希望的波阵面转变．例如：不同焦距的透 要求极高，致使进展缓慢． 镜将平面波转变为不同半径的球面波，其成像 近几年来，随着超大规模集成电路(VLSI) 特性是实现不同半径球面波之间的有规律转 和计算机辅助设计(CAD)以及光刻技术的发 变；棱镜的作用是在入射光波阵面上附加一个 展，使制作诸如相息图的技术跃上了一个新的 线性相位因子，表现出使平面波发生偏折的特 台阶，出现了称之为二元光学(binary optics)的 、性；施密特望远镜的相位校正板也是用来改变 新的领域…1．它是美国麻省理工学院林肯实验 一 渡阵面，获得理想的出射波阵面．多少年来，光 室 Veldkamp研究组经几年悉心研究后，于 学元件都是以几何光学理论为基础，以镜面碾 1987年左右提出的L ．二元光学的内容包括对 磨为主要加工手段，元件的表面主要是球面或 一 种特定的衍射光学元件的设计和制作，这种 平面．自从全息术出现以后，以衍射原理为基础 元件以光学衍射理论为基础，采用大规模集成 的光学元件得到迅速发展，特别是计算全息的 电路的制作工艺，在基片(或传统的光学元件) 出现，使得衍射光学元件(D()E)的设计有了变 的表面经刻蚀产生两个或2 个光学厚度差相 革性的进展．采用计算全息手段，原则上可以设 等的台阶分布，它是纯相位型、具有极高衍射效 计产生任何形状的光波波前元件，这是以前任 率、特征尺寸为波长量级的新型光学元件． 何方法所不能做到的．但是，计算全息和光学全 息一样，一般都使用离轴的一级衍射光，这不仅 限制了视场．而且光能的利用率也不高．于是， (c) 光学研究工作面临的任务是，寻找一种同轴的、 圈l 二元光学器件类型(a)二值型，(b)多值型，(c)撼合壹 能充分利用光能的、且能产生任意光波波前的 按照相位的等级情况，二元光学器件一般 衍射光学元件．这种衍射光学元件的早期雏形 分布成三种类型，t11I~值型、多值型与混合型． 就是相息图(kinoform)，利用透明体表面起伏 收稿日期：i996—03一I8 维普资讯