申请/专利权人：复旦大学

申请日：2021-12-07

公开（公告）日：2024-04-23

公开（公告）号：CN114236814B

主分类号：G02B27/00

分类号：G02B27/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.23#授权;2022.04.12#实质审查的生效;2022.03.25#公开

摘要：本发明属于光学元件设计技术领域，具体为一种高效率聚焦的梯形Kinoform透镜的设计方法。本发明基于几何光学理论的薄光栅近似Kirz公式，统一了波带片与Kinoform透镜的设计理论，提出了一种有梯形形貌的Kinoform透镜。对透镜的形貌进行理论分析和建模，计算了梯形Kinoform透镜的理论聚焦效率。本发明方法证明了梯形Kinoform透镜结合相位型波带片和Kinoform透镜的优势，具有聚焦效率高、易于制备、结构轻便的优势，并得到实验的验证。本发明设计的透镜突破了传统平板透镜对于聚焦和成像效率的理论极限，为未来研发新型形貌的高效率聚焦的透镜提供了有效的指导。

主权项：1.一种高效率聚焦的梯形Kinoform透镜的设计方法，其特征在于，具体步骤如下：1设定入射光场以及梯形Kinoform透镜参数；其中：入射光场参数包括波长λ、振幅C；把梯形Kinoform透镜中每个周期的梯形形貌划分为三个计算区域：Ⅰ透光区，Ⅱ过渡区，Ⅲ平面区；光学元件参数包括：光学元件结构参数m和n，0≤m,n≤0.5,分别描述透光区和平面区在单周期中的占比；厚度t；光学元件所用材料的折射率n0＝1-δ-iβ；1-δ、β分别表示折射率的实部和虚部；所述的光学元件参数用于计算透镜中的相移Φ；根据分区画出Φ-θ示图，θ是在一个周期内到焦斑的光程长度差；Φ0＝2πtδλ是厚度为t的透镜的最大相移；2计算透镜中单个周期每个分区的相移函数Φθ：Ⅰ透光区：Φθ＝0，0θ≤2mπ,1Ⅱ过渡区：Ⅲ平面区：Φθ＝Φ0，21-nπθ≤2π，33根据薄光栅近似公式求振幅之和：一阶幅度总和A1由以下等式给出： 4计算效率： 式4中，j表示虚数单位；5根据不同的结构参数m、n，重复步骤2～4的计算，画出结构参数关于厚度的效率图，找到效率较高的梯形结构对应的参数m和n。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 复旦大学 一种高效率聚焦的梯形Kinoform透镜的设计方法

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