衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用.docVIP

第 35 卷 第 3 期 2009 年 9 月延 边 大 第 35 卷 第 3 期 2009 年 9 月 延 边 大 学 学 报 (自然科学版) Vol . 35 No . 3 J o ur nal of Ya nbia n U niver sit y ( Nat ural Scie nce) Sep . 2009 文章编号 : 100424353 (2009) 0320227203 衍射光学元件在现代光学成像系统中的应用 关立强 , 王翠 ( 青岛科技大学数理学院 物理系 ,山东 青岛 266061 ) 摘要 : 衍射光学元件是利用表面浮雕结构对光波进行调制的元件 . 通过对比折射元件分析了衍射元件用于成 像系统的特点 ,如任意相位分布 、特殊色散等性质 . 探讨了衍射光学元件在现代成像系统中的应用优势 ,它与 折射元件相结合可以实现许多传统光学系统不能达到的目标 . 关键词 : 衍射 ; 二元光学 ; 成像系统 中图分类号 : O439 文献标识码 : A Appl ication of Dif f ractive Optical Elements in Modern Optical Imaging System GU A N L i2qia ng , WA N G Cui ( De p a rt me nt o f P h ys ics , Qi n g d ao U ni ve rs i t y o f S ci ence Tec hnol o g y , Qi n g d ao 266061 , Chi na ) Abstract : Diff ractive op tical element s (DO Es) mo dulate op tical wave s by virt ue of surf ace relief . A s o ne kind of imaging element s , t he cha ract erics of DO Es were a nalyzed , such a s rando m p ha se2di st ributio n , p a rticular di sp er sio n , etc . The p redo minance of diff ractive op tical element s in mo der n op tical imaging systems wa s indicated. Ta ke adva ntage bo t h of geo met rical op tical element s a nd diff ractive op tical element s , hybrid op tical system ca n achieve many goal s t ho se can no t be at tained by t raditio nal op tical syst em. Key words : diff ractio n ; binar y op tic s ; imaging system 0 引言 衍射光学元件 ( Diff ractive Op tical Ele me nt , 单一 ,如对光束的整型 、分束 、聚焦 、增反和增透等 ; 成像型元件主要进行成像和校正光学系统像差. 在传统的几何成像过程中 ,光的衍射效应被 认为是限制光学系统分辨率 、影响像质的不利因 素 ,长期以来衍射的应用主要在光谱分析方面. DO E) 是利用表面浮雕结构对光波进行调制的一 类元件 ,从光学原理上来说是一种衍射和干涉混 合型光学元件. 表面浮雕结构的每一个周期或子 周期都对光产生衍射作用 ,同时相邻周期的衍射 光又 相 互 产 生 干 涉 作 用. 它 包 括 全 息 光 学 元 件 ( Holo grap hic Op tical Ele me nt , HO E) 、计算机制 全息 图 ( Co mp uter Generated Holograp hy , C GH) 、 二元光学元件 (Bi na r y Op tical Ele me nt ,BO E) 、连 续表面浮雕元件 ( Co nti nuo u s Surf ace Relief Ele2 me nt ,CSR E) 等 , 按实际应用 可分 为 功能 型元 件 和成像型元件. 功能型元件一般实现的功能比较 [ 1 ] 1871 年 L . Reylei gh 开始制作 Fre snel 波带板 , 它是最早出现的衍射光学元