Дискретизация и квантование фазы ДОЭ

Дискретизация и квантование фазы ДОЭ [c.33]

Оценка погрешности дискретизации и квантования фазы в плоскости ДОЭ. [c.36]

Сравнительный анализ данных таблиц 5.1, 5.2 свидетельствует об эффективности неравномерной дискретизации. Для того чтобы добиться при равномерной дискретизации такой же эффективности как при неравномерной с М уровнями квантования фазы, шаг равномерной дискретизации Г должен быть меньше размера крайнего модуля 1ш.т5 определяемого по формулам (5.41)5 (5.38). [c.325]

Паразитные порядки (р / О в (5.50)) усиливают центральный всплеск, однако, поскольку радиусы (5.50) при р ф превышают радиус го кольца фокусировки, то наличие паразитных порядков квантования не позволяет объяснить появление внутренних колец на рис. 5.156, в. Таким образом, именно совместное влияние ошибок дискретизации и квантования фазы, проявляется в появлении внутренних колец. Интересно также отметить, что фокусатор (5.49) при М 2 дает почти такое же значение энергетической эффективности, как при М = 4 (см. табл. 5.4). Это объясняется тем, что при М — 2 помимо основного 0-го порядка, также 1-й порядок квантования (р = 1 в (5.51)) соответствует фокусировке в кольцо радиуса го- Согласно (2.313), в О и 1 порядке при М = 2 содержится примерно столько же энергии освещающего пучка, что и в основном 0-м порядке при М = 4. При этом интерференционное сложение 0-го и 1-го порядков приводит к изрезанному виду кольца на рис. 5,15в. [c.331]

Остановимся теперь на исследовании квантованного фокусатора плоского пучка (5.46). Для М уровней квантования фазы из (5.46), (5.47) в параксиальном приближении получается след тощая дискретизация [c.331]

Таблица 5.6. Зависимость энергетической эффективности фокусатора (5.49) с прямо гольным растром дискретизации из N х N элементов от числа уровней М квантования фазы при ширине кольца Ар = 64 мкм и параметрах о = 750 мм Л = 0,6328 мкм 2а = 25,6 мм го = 1 мм

Модель дискретизации и квантования фазы при создании ДОЭ. Широкие возможности дифракционной оптики ограничены характеристиками разрешения устройств расчета ж генерации дифракционного микрорельефа ДОЭ. Дискретизация по аргументам и квантование по уровням функ1 р1и фазового пропускания, приводит к отклонению характеристик ДОЭ от расчетных [29-34]. [c.33]

Здесь рассматривается технология изготовления синтезированных ДОЭ с помощью растровых генераторов изображений, управляемых компьютером. Вначале формулируется математическая модель дискретизации и квантования. Далее рассматриваются свойства возмзчце-ний дискретизации, квантования, и производится оценка погрепгаостп фазы непосредственно во входном плоскости [c.33]

Все основные этапы синтеза фазовых ДОЭ с помош ью компьютера так или иначе связанвх с дискретизацией и квантованием фазы. Гладкая фаза (р и,г)) = (и) рассчитывается в виде матрицы отсчетов (пикселов), приводится к интервалу [0,2тгт), в результате чего образуется приведенная фаза [c.33]

Все приведенные в данном разделе результаты дифракционного ртсследования фокусаторов получены численным расчетом интеграла Френеля Кирхгофа. Для оценки влияния погрешностей дискретизации и квантования фазы на качество работы фокусаторов расчет интеграла Френеля Кирхгофа проводился с использованием специально разработанных квадратурных формул [20-24], основанных на [c.320]

На рис. 5.3 представлены этапы получения плоской линзы. На рис. 5.3а показана фазовая функция обычной линзы (5.37). На рис. 5.36" — фазовая функция идеальной плоской линзы, т.е. фаза (5.37) взятая по модулю 2тг. На рис. 5.3в показан реальный ступенчатый профиль плоской линзы, получаемый в соответствии с многоступенчатой технологией изготовления ДОЭ. Аппроксимация непрерывной фазовой функции плоской линзы ступенчатым профилем возможна ступенями равной ширины (равномерная дискретизация) или ступенями равной глубины, как на рис. 5.3в, В последнем случае дискретпзащда назовем неравномерной. Она определяется выбранным числом М уровней квантования фазы. Для линзы при трех уровнях квантования фазы и трех зонах Френеля получается N — 9 кольцевых модулей. Внешние радиусы кольцевых зон для М уровней квантования фазы определяются [c.321]

На рис. 5.4 представлены распределения интенсивности поля I (р, 0) //ид в фокальной плоскости плоской линзы с дискретизацией (5.38) при 2, 4 и 16 уровнях квантования фазы. На рис. 5.5 приведены аналогичные распределения I (0,f) /1-ид вдоль оптической оси при больших числах Френеля, когда можно пренебречь асимметрией распределения относительно фокальной плоскости и величиной фокального сдвига. Здесь интенсивность в фокусе неквантованной линзы [34] [c.322]

На рис. 5.10 представлены распределения нормированной интенсивности вдоль оптической оси дифракционной цилиндрической линзы с неравномерной дискретизацией (5.43) для М = 2, 4, 16 уровней квантования фазы при параметрах а = = 1 мм / = 25 мм Л = 10,6 мкм. Анализ рис. 5.10 показывает, что величина фокального сдвига (смещение точки максимума интенсивности из фокальной плоскости) зависит не только от физических параметров, но и от числа уровней квантования фазы и составляет для исследуемой линзы Аг — —0,05/ — —1,25 мм при М — 16 Аг = О при М — 4 и Дг = 0,09/ = 2,25 мм при М — 2. При этом общий характер распределения и величина фокального сдвига с увеличением М асимптотически приближаются к распределению света от неквантованной цилиндрической линзы [48, 49]. Соответствие полученных результатов с данными работ по исследованию рефракционной цилиндрической линзы [48, 49] 1 оворит о корректности использованного метода расчета интеграла Френеля Кирхгофа. [c.326]

Численное исследование фокусатора (5.49) проведем для го = 1 мм. На рис. 5.14 приведены изофоты, характеризующие распределение интенсивности при отклонении от плоскости фокусировки при равномерной дискретизации (Ж 128) для неквантованного фокусатора. В отличие от изофот линзы (рис. 5.6) видно, что энергия проходит не только через фокус, но и через область кольца. Для оценки влияния эффектов квантования фазы (5.49) при равномерной дискретизации (Л = 128) были рассчитаны распределения интенсивности в плоскости кольца для М 16 4 2 (рис. 5.15). Интенсивность на рис. 5.15 нормирована на значение интенсивности на геометрическом кольце при — оо. Распределение интенсивности в плоскости кольца при М = Ш практически неотличимо от соответствующего распределения на рис. 5.12 ) при М = оо. При М = 4 появляются дополнительные внутренние кольца вблизи усиливающегося центрального пятна. При М 2 даже основное кольцо разбивается на несколько колец, а интенсивность центрального пятна превышает половину максимальной интенсивности. При этом энергетическая интенсивность Е фокусировки падает (см. табл. 5.4). Значения энергетической эффективности в табл. 5.4 получены при N = 128 и при ширине кольца Ар = 0,064 мм, [c.329]

На рис. 5.20, 5.21 представлены результаты исследования фокусатора (5.58) при /о = 750 мм А = 0,6328 мкм г о = 1 мм 2а = 25,6 мм и при растровой дискретизации фазы на сетке из 128 х 128 отсчетов. Распределение интенсивности в фокальной плоскости фокусатора на рис. 5.20 показывает сохранение всплеска интенсивности на оптической оси, характерного для фокусатора в кольцо. На рис. 5.21 в полярных координатах представлены распределения интенсивности вдоль полукольца (при р — = Го, 2тг/3 (р 2тг/3) при различном числе уровней квантования фазы. Всплески интенсивности по краям полукольца могут быть обусловлены разрезоЕ фазовой функции фокусатора (5.58) при м 0. При 4-х уровнях градации фазы (рис. 5.215 ) происходит уменьшение среднего уровня интенсивности вдоль линии фокусировки [c.335]

Величина бд обращается в нуль при М оо и представляет собой компоненту среднего уклонения (ё) из-за квантования фазы по зфовням. Величина Ей обра-ш ается в нуль при 5и, гг О и представляет собой компоненту уклонения из-за дискретизации фазы в плоскости компенсатора. [c.551]

В главе приведены расчет фокусаторов и детальное исследование их работы при различных параметрах с учетом погрешностей квантования и дискретизации фазы, присущих технологии фотолитографии. Методы расчеты фокусаторов в кривые, основанные на построении гладких лучевых соответствий, дополнены дифракционными методами на основе нелинейного преобразования фазы. Метод нелинейного преобразования фазы по закону многопорядковой дифракционной решетки иозво-лил придать фокусатору многофокусные свойства без негативных эффектов сегментации апертуры. Преобразование фазы фокусатора по закону цветоделительной решетки позволяет получить новые элементы, выполняющие одновременно разделение и фокусировку пучков с различными длинами волн и позволяющие изменять конфигурацию области фокусировки для различных длин волн. [c.391]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...