如何在zemax光學(xué)軟件中建立衍射光學(xué)表面

Binary2面型

Zemax LLC感謝Optics1公司的Robert E.Fischer先生授權(quán)使用其著作《Optical System Design》中的圖表。

在OpticStudio中，許多表面除了可以定義折射光焦度以外，還可以定義衍射光焦度。衍射光焦度與材料折射率和表面矢高無(wú)關(guān)，但可以改變光的相位。有關(guān)建立衍射光學(xué)表面的詳細(xì)信息，請(qǐng)參考我們的往期文章“OpticStudio建模衍射表面”。

Binary2中的衍射光焦度會(huì)在光學(xué)表面的截面上引入連續(xù)的相位變化：

其中系數(shù)Ai的單位為弧度。

由于相位變化在表面的截面上是連續(xù)的，因此Binary2面型模擬的是一個(gè)理想的二元衍射元件，其二元面的臺(tái)階尺寸趨近于無(wú)窮小或小于光的波長(zhǎng)。

通常來(lái)講，Binary2面型模擬衍射光學(xué)元件的環(huán)形衍射區(qū) (Diffraction Zones) 的尺寸與該區(qū)域到表面頂點(diǎn)的徑向距離有關(guān)，如下圖所示。OpticStudio可以自動(dòng)計(jì)算每個(gè)環(huán)形衍射區(qū)的徑向坐標(biāo)使相鄰區(qū)域的相位差為2π。

Figure 13.5 from Optical System Design

Binary2面型在固定徑向坐標(biāo)處所引入的附加相位與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。與波長(zhǎng)相關(guān)的光程由下式給出：

下圖布局圖所示為Binary2的色差：