Расчет многопорядковых дифракционных оптических элементов на основе нелинейного преобразования фазы и оптимизации фазового микрорельефа

• Автор: Досколович, Леонид Леонидович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 231 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ДОЭ ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ В СИСТЕМУ линий
В РАЗЛИЧНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ ПОРЯДКАХ
1Л. Многопорядковые фокусаторы
1.1.1. Геометрооптические фокусаторы в кривую
1.1.2. Расчет фазовой функции многопорядкового фокусатора
1.1.3. Примеры расчета многопорядковых фокусаторов
1.2. Многопорядковые бинарные зонные пластинки
1.3. Расчет ДОЭ для фокусировки в два набора линий на основе нелинейной суперпозиции бинарных зонных пластинок
1.4. Дифракционные многофокусные линзы
1.5. Расчет двухпорядковых ДОЭ
1.6. Расчет фокусаторов в совокупность дуг и отрезков
Выводы
2. РАСЧЕТ КВАНТОВАННЫХ ДОЭ НА ОСНОВЕ
СОВМЕСТНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДИФРАКЦИОННЫХ ПОРЯДКОВ
2.1. Расчет квантованных ДОЭ для фокусировки в заданную двумерную область
2.2. Построение непрерывной аппроксимации ФКП квантованного ДОЭ
2.3. Градиентный метод расчета ФКП квантованного ДОЭ
2.4. Примеры расчета квантованных ДОЭ
2.5. Квантованные ДОЭ для формирования амплитудно-фазовых распределений
Выводы
3. РАСЧЕТ СПЕКТРАЛЬНЫХ ДОЭ ДЛЯ ФОКУСИРОВКИ ИЗЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ ДЛИН ВОЛН
3.1. Расчет спектральных решеток
3.2. Расчет спектральных ДОЭ для фокусировки
в набор одинаковых областей
3.3. Спектральные линзы

3.4. Спектральные ДОЭ для фокусировки в различные области
3.5. Расчет спектральных ДОЭ с компенсацией
ошибки квантования
3.6. Примеры расчета спектральных ДОЭ
Выводы
4. РАСЧЕТ МНОГОПОРЯДКОВЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК
4.1. Расчет многопорядковых дифракционных решеток
в скалярном приближении
4.1.1. Градиентный метод расчета бинарных
дифракционных решеток
4.1.2. Итерационный расчет дифракционных решеток
с непрерывной фазовой функцией
4.2. Расчет многопорядковых дифракционных решеток
в рамках электромагнитной теории
4.2.1. Градиентный метод расчета отражающих
дифракционных решеток со ступенчатым профилем
4.2.1.1. Решение прямой задачи дифракции на отражающих решетках со ступенчатым профилем
4.2.1.2. Градиентный метод расчета отражающих решеток
со ступенчатым профилем
4.2.2 Градиентный метод расчета пропускающих диэлектрических бинарных решеток
4.2.2.1. Решение прямой задачи дифракции
на диэлектрических бинарных решетках
4.2.2.2 Градиентный метод расчета диэлектрических
бинарных решеток
4.2.3 Градиентный метод расчета отражающих дифракционных решеток с непрерывным профилем в приближении Рэлея
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Фазовый фильтр для выполнения
преобразований Бесселя заданных порядков

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Анализ аберраций параксиальной
фазовой функции фокусатора в отрезок
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Дифракционный анализ поля от фокусатора в полукольцо
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ДОЭ - дифракционный оптический элемент. ФКП - функция комплексного пропускания. ФДР - фазовая дифракционная решетка. Алгоритм ГС - алгоритм Герчберга-Секстона АА алгоритм - адаптивно-аддитивный алгоритм Рис. - рисунок.
Табл. - таблица.

Рис. 1.7. Распределение интенсивности, сформированное многопорядковым фокусатором в плоскости г=/ при фокусировке в набор отрезков на рис. 1.6а)
Энергетическая эффективность решетки составила 88.8% при среднеквадратичной ошибке формирования заданного линейного распределения интенсивности (1.47) в 1.4%. Фазовая функция рассчитанной решетки на периоде и интенсивности порядков решетки показаны на рис. 1.66) и 1.6в), соответственно.
Для оценки работоспособности многопорядкового фокусатора (1.19)-(1.24), (1.37), (1.46) с функцией Ф[^], представленной рис. 1.66), проводился численный расчет интенсивности формируемого фокусатором поля при следующих параметрах: ^=1.06мкм, 2<7=0.6мм, 2а=10мм, /1=100мм,
^=3/1=300мм, Х1=(0,0)мм, и х2=(0.75,0)мм. Расчетное распределение интенсивности представлено на рис. 1.7 и показывают высокое качество фокусировки.