Дифракционная линза

С другой стороны, всестороннее исследование аберрационных свойств дифракционных линз [4, 14, 31, 32, 63] показало, что ДОЭ превосходят по возможностям и качеству коррекция [c.6]

Возможны различные подходы при описании ДОЭ как компонентов оптических систем. Один из них заключается в представлении дифракционного элемента как тонкой рефракционной линзы, показатель преломления и радиусы поверхностей которой стремятся к бесконечности таким образом, что оптическая сила линзы остается постоянной. В работах [64, 65] показано, что хроматические и аберрационные свойства такого элемента в пределе совпадают со свойствами дифракционной линзы. Указанный подход удобен тем, что позволяет без особых затруднений вести расчет оптических систем с ДОЭ на базе стандартных вычислительных программ, созданных для рефракционной оптики. Ясно, однако, что предельный случай, когда показатель преломления и радиусы поверхностей бесконечны, не может быть просчитан с помощью программы вычисления угла преломления, тогда как при любых отступлениях от этих условий свойства модельной рефракционной линзы все-таки отличаются от свойств ДОЭ. [c.7]

Большинство оптических систем строится из изотропных и однородных сред с постоянными в пространстве физическими свойствами (так называемые градиентные линзы [56] в настоя-ш,ей работе не рассматриваются). В пределах однородной среды все световые лучи будут прямыми, направление распространения света изменяется только на границах раздела сред, которые в этом случае и являются оптическими элементами системы, формирующими волновые поверхности. К оптическим системам подобного типа, состоящим из бесконечно тонких элементов, относятся как классические объективы с рефракционными линзами и зеркалами, так и объективы, содержащие помимо этих элементов дифракционные линзы. [c.10]

ФОКУСИРУЮЩИЕ И АБЕРРАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ДИФРАКЦИОННЫХ ЛИНЗ [c.17]

Зная выражение (1.7) для эйконала дифрагированного волнового поля, перейдем к непосредственному анализу свойств ДОЭ. Исследуем простейшие структуры — дифракционные линзы, способные аналогично обычным, рефракционным линзам формировать точечное изображение точечного источника света. В соответствии с представлениями, развитыми в предыдущем параграфе, дифракционными линзами (ДЛ) являются ДОЭ, эйконал записи которых можно представить в виде разности эйконалов двух сферических волн [c.17]

Рис. 1.1. Расположение центров кривизны сферических волн записи и падающей волны относительно плоскости дифракционной линзы S (Z) < 0 Z2 > 0 R, Ri < 0 Т 2 > 0)

В заключение параграфа обобщим некоторые полученные результаты для неплоских ДЛ. Прежде всего ограничим тот класс поверхностей, на которых имеет смысл рассматривать дифракционные линзы, поверхностями вращения вокруг оси z, считая, кроме того, что в каждой точке к поверхности можно построить нормаль. Все расстояния от центров кривизны, участвующих в рассмотрении волновых полей, будем отсчитывать до плоскости, касательной к поверхности в ее вершине, т. е. в точке пересечения поверхности с осью z. Уравнение поверхности [c.27]

Таким образом, проведенный анализ показал, что дифракционные линзы и сферические преломляющие поверхности имеют существенно разные аберрационные свойства. Ряд особенностей ДЛ, в полной мере присущих только плоским линзам — хорошая сходимость аберрационного разложения, возможность эффективного управления сферической аберрацией, совпадение коэффициентов различных аберраций — позволяют предполагать, что наибольшие успехи при использовании ДЛ могут быть достигнуты в области создания монохроматических (в силу резко выраженного хроматизма ДЛ) высокоразрешающих объективов. [c.37]

В предыдущей главе получены выражения для волновых аберраций основных осесимметричных оптических элементов (вне поля зрения остались преломляющие асферические поверхности и дифракционные линзы на несферических поверхностях [c.37]

Добавочные члены пятого порядка, возникающие при пересчете аберраций из плоскости t-ro выходного зрачка в плоскость i1-го выходного зрачка, также будут выражаться через сумму по всем элементам от первого до i-ro включительно. Пересчитывая эти члены в плоскость выходного зрачка системы (что уже делается в соответствии с проективным преобразованием аргументов) и суммируя опять по всем элементам, кроме первого (в плоскости его выходного зрачка не возникает еще никаких добавочных членов, так как на этот элемент падает идеальная сферическая волна), найдем формулу для угловых аберраций пятого порядка оптической системы, состоящей из элементов с плоскими поверхностями (например, дифракционные линзы на плоскопараллельных подложках) [c.64]

Рис. 2.6. Дифракционная линза ) с вынесенным зрачком (2)

Рис. 2.7. Дифракционная линза 1) с вынесенным зрачком (2) при наличии двух подложек (5, 4)

Нетрудно получить разложение аналогичное (2.223) для расчета многофокусных дифракционных линз, которые формируют вдоль оптической оси г заданное число фокусов на требуемых расстояниях и с заданной интенсивностью. Другие подходы к расчету ДОЭ типа многофокусных линз рассмотрены в [80, 81]. ДОЭ, рассчитанные методом (2.223), обладают свойствами голограмм. Например, малый участок такого ДОЭ способен восстановить требуемое изображение с минимальными искажениями, при прочих равных условиях. [c.99]

Пример 3.9. Проиллюстрируем работоспособность метода на примере расчета преломляющей линзы. Фазовая функция дифракционной линзы имеет вид [c.186]

Одним из самых важных характеристических параметров ДОЭ является наименьшая ширина зоны (обычно крайней), которую для дифракционной линзы в параксиальном приближении можно оценить выражением 11 [c.259]

Дифракционная линза является наиболее важным и широко используемым дифракционным элементом. Проведенные в данном пункте результаты исследования дифракционной линзы имеют большую значимость и для оценки работы фокусаторов в линию. Данный факт связан с рассмотренной в п. 5.1.2. интерпретацией фокусатора в кривую как набора линз, ориентированных вдоль слоев. [c.320]

Рис. 5.7. Распределения нормированной интенсивности I (0,5) /1мд вдоль оптической оси для квантованной дифракционной линзы с числом Френеля т 4 при плоском освещающем пучке М = 16 (а), М = 4 (б), М = 2(в)

Пример 5.10. Расчет дифракционной линзы (5.147) с числом фокусом больше двух не представляет сложности. Рассмотрим расчет 7-ми фокусной линзы. Фаза 7-ми фокусной линзы равна сумме фазы обычной линзы г(и) и зонной пластин ки [ 2(11)], соответствующей преобразованию линзы < 2(11) по закону 7-порядковой решетки. На рис. 5.57а приведен профиль бинарной зонной пластинки Ф[( 2(и)], полученной преобразованием фазы 2(11) по закону 7-порядковой бинарной решетки, концентрирующей излучение в порядках —3, —2, —1,0,1,2, 3, при параметрах Л = [c.373]

Другим перспективным элементом, используемым как компонент оптической системы, является дифракционная линза (пластина). [c.91]

Дифракционная линза (киноформ) представляет собой периодическую кольцевую структуру, изготовляемую, например, способом фотолитографии. Киноформ рассматривается как бесконечно тонкий транспарант с заданным амплитудным коэффициентом пропускания. Изменение кривизны волнового фронта после действия дифракционного элемента в практически приемлемом приближении рассматривается в рамках геометрической оптики [41. [c.91]

X — длина волны падающего света) наблюдается интерференционный максимум света. Линза не вносит разности хода. Как следует из уравнения (78.4), условие интерференционного максимума для каждой длины световой волны выполняется при своем значении угла дифракции ф. В результате при прохождении через дифракционную решетку пучок белого света разлагается в спектр. [c.268]

Аналогично можно провести расчет освещенности дифракционной картины на экране В при освещении некогерентным круглым источником S двух одинаковых круглых отверстий в непрозрачном экране А. Введем следующие обозначения р — радиус некогерентного излучателя d — расстояние между отверстиями в экране А а — радиус кругового отверстия R — главное фокусное расстояние линз L и L2 [c.311]

Предлагаемая читателю книга посвящена группе элементов, значительно менее известных широкому кругу оптиков, чем асферические поверхности,— дифракционным оптическим элементам (ДОЭ), которые преобразуют падающий на них волновой фронт (в частности, формируют изображение) за счет дифракции света на их структуре. Можно выделить три основные вида ДОЭ светоделительные (дифракционные решетки), фокусирующие (дифракционные линзы) и корректирующие (дифрак ционные асферики) элементы. К первому виду относятся, например, спектральные решетки [35] или решетки е порядками одинаковой интенсивности [25, 49], которые не меняют кривизну [c.5]

Подчеркнем, что К-—длина волны света, реально падающего и дифрагирующего на элементе, тогда как Яо — условная длина волны, используемая для аналитического выражения структуры ДОЭ (коэффициента пропускания i). Только в частном случае голографической записи ДОЭ Яо приобретает реальный физический смысл длины волны интерферирующего света при изготовлении элемента. В дальнейшем во всех случаях будем называть Ло длиной волны записи, функцию Фо — эйконалом записи, соответственно Ф и Фт — эйконалами падающей и дифрагированной волн. Отметим, что понятие эйконала записи ДОЭ является основным в теории ДОЭ и используется как при аберрационном анализе, так и при расчете структуры дифракционных линз с заданными характеристиками. Как следует из соотношения [c.13]

Трехлинзовый дифракционный объектив, построенный по пропорциональной схеме, состоит из двух подобных друг другу двухлинзовых объективов (дублетов), каждый из которых формирует изображение в бесконечности (рис. 4.4). При этом линзы дублетов, обращенные в сторону бесконечных отрезков, совмещаются в одной плоскости и заменяются одной дифракционной линзой (в гл. 7 показано, как рассчитывают структуру такой линзы). Следовательно, анализ пропорционального трехлинзового объектива сводится к анализу дублета, формирующего изображение в бесконечности, к которому предъявляют следующие требования все аберрации третьего порядка, кроме дистор-сии, должны быть устранены в пятом порядке в первую очередь необходимо устранить четные аберрации наконец, дисторсия допускается произвольного значения во всех порядках. [c.124]

Чисто практический вопрос заключается в оценке ширины минимальной зоны Френеля в структуре ДЛ. Воспользуемся для этого эйконалом записи в форме (7.17), положив = О, т. е. отбросив все непараксиальные члены. Как известно, производные эйконала записи по координатам в плоскости ДОЭ позволяют найти угол отклонения дифрагированного луча в данной точке элемента, который можно связать с периодом структуры ДОЭ (см. п. 1.1). Этот период и есть не что иное, как ширина зоны Френеля. Вообще говоря, структура дифракционной линзы не является периодической (строго периодична по радиусу структуры аксикона), но на краю ДЛ (если она не асферика) ширина зоны Френеля очеНь слабо меняется, поэтому обычно говорят о минимальном периоде структуры. Дифференцируя выражение (7.17) по р, получим угОл отклонения луча, который, с другой стороны, равен длине волны, деленной на период структуры [см, выражения (1.2)], Считая радиус р =s [c.210]

Представляет интерес исследование распределения интенсивности вдоль оптической оси плоском линзы с небольшим числом Френеля. На рис. 5.7 и 5.8 приведены распределения нормированной интенсивности I (О, 5) /1ид вдоль оптической оси для дифракционной линзы с числом уровней квантования фазы М = 2, 4, 16, полученные для равномерного и гауссова (Aq (г) ехр пучков при стед ющих параметрах радиус а = I Л1м длина волны Л = 10, б мкм чиою Френеля F = = a /(Af) = 4 параметр гауссова пучка а = 0,8 мм. Графики на рис. 5.7 соответ-данным работ [57, 58], что свидетельствует о корректности использованного метода расчета интеграла Френеля-Кирхгофа в радиальном случае. Рис. 5.8 пока.-зывает расплывание фокального пятна вдоль оптической оси для гауссова пучка с радиусом перетяжки, меньшим радиуса линзы. При увеличении числа уровней квантования распределение асимптотически приближается к распределению интенсивности в фокальной области рефракционной линзы, освещаемой гауссовым пуч- [c.323]

Смотреть страницы где упоминается термин Дифракционная линза : [c.2] [c.7] [c.20] [c.21] [c.23] [c.91] [c.158] [c.186] [c.188] [c.228] [c.248] [c.259] [c.286] [c.321] [c.372] [c.373] [c.154] [c.221] [c.282] [c.288] [c.343]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...