Cтраница 1
Дифракционная линза является наиболее важным и широко используемым дифракционным элементом. [1]
Однако дифракционные линзы, как и рефракционные, формируют неидеальное точечное изображение. Эту точку называют гауссовым или параксиальным изображением. [2]
Нетрудно получить разложение аналогичное (2.223) для расчета многофокусных дифракционных линз, которые формируют вдоль оптической оси z заданное число фокусов на требуемых расстояниях и с заданной интенсивностью. [3]
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. [4]
В частности, в работе [55] получены распределения интенсивности в фокальной плоскости дифракционной линзы для различного числа уровней квантования фазы. [5]
При этом линзы дублетов, обращенные в сторону бесконечных отрезков, совмещаются в одной плоскости и заменяются одной дифракционной линзой ( в гл. Следовательно, анализ пропорционального трехлинзо-вого 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. [6]
Исследуем простейшие структуры - дифракционные линзы, способные аналогично обычным, рефракционным линзам формировать точечное изображение точечного источника света. [7]
Прежде всего ограничим тот класс поверхностей, на которых имеет смысл рассматривать дифракционные линзы, поверхностями вращения вокруг оси г, считая, кроме того, что в каждой точке к поверхности можно построить нормаль. [8]
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 ( дифракционные асферики) элементы. [9]
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. [10]
Чисто практический вопрос заключается в оценке ширины минимальной зоны Френеля в структуре ДЛ. 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. [11]
В книге рассмотрены вопросы проектирования, изготовления и эксплуатации оптических систем иа основе дифракционных элементов, преобразующих волновой фронт в результате дифракции света на их структуре. Развиты методы аберрационного расчета и оценки качества оптических систем. Приведены оригинальные схемы высокоразрешающих объективов на основе дифракционных линз, а также комбинированных систем, включающих дифракционные и рефракционные линзы. [12]
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. [13]
Только в частном случае голографической записи ДОЭ Я0 приобретает реальный физический смысл длины волны интерферирующего света при изготовлении элемента. 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. Необходимо также обратить внимание на то, что при рассмотрении одного порядка дифракции ехр / 2ятФоАо) имеет смысл амплитудного коэффициента пропускания ДОЭ, что следует из формулы (1.4), а выражение (1.7) в таком случае описывает преобразование монохроматической волны при ее прохождении через бесконечно тонкий оптический элемент с указанным коэффициентом пропускания. [14]