摘要：用投影无热差图和双层衍射元件选玻璃的原则，选择了适用红外双波段消热差、消色差的玻璃组合．为提高衍射效率，基于双层衍射元件衍射效率表达式研究了双层谐衍射元件的结构优化，给出了优化方法．利用双层谐衍射元件设计的折衍混合双波段光学系统视场角10°，F#为2，有效焦距115mm．系统在3．4～4．2um和8～11um两个工作波段的衍射效率均达到90％以上；-40～100℃温度范围内，中心视场的调制传递函数值变化最大为0．09、边缘视场的调制传递函数值变化最大为0．13．

摘要：通过分析光子晶体光纤特殊的单芯、多气孔结构及在熔接中传统校准方法的局限性,研究了光纤熔接机中校准系统结构的关键技术。利用谐衍射透镜体积小,衍射效率、精度高等特点,设计了基于谐衍射透镜的离轴光学校准系统。在可见光单波段成像,不仅有效地消除了系统的色差、彗差,大大提高了衍射效率,而且很好地完成了系统像差校正,通过该系统,准确地得到了清晰的PCF截面图像。比较两端面的PCF图像,再对光纤进行空间坐标的调整,即可实现光子晶体光纤熔接中光纤的精确对准。

摘要：由于单层谐衍射元件只在谐振波长处能精确闪耀,随着波长偏离谐振波长,衍射效率迅速下降,导致宽波段成像质量变差。为了将谐衍射元件的应用拓展到宽波段,重点对可等效为普通单层衍射元件的双层谐衍射元件的衍射效率进行了详细的分析。理论分析得出:此种双层谐衍射元件的衍射效率在整个设计波段明显高于单层谐衍射元件的衍射效率,而且在整个设计波段的分布基本平衡。进一步以可见光波段的常用材料ZF7和QK3构成的单层和双层谐衍射元件为例,对衍射效率进行了Matlab模拟。结果表明:理论定性分析与模拟的定量结果基本一致。这为双层谐衍射元件应用于宽波段成像领域提供了有力的理论依据。

摘要：单层谐衍射元件由于只在谐振波长处能精确闪耀,随着波长偏离谐振波长,衍射效率迅速下降,导致宽波段成像质量变差。为了将谐衍射元件的应用拓展到宽波段,本文重点对可等效为普通单层衍射元件的双层谐衍射元件的衍射效率进行了详细的分析。理论分析得出此种双层谐衍射元件的衍射效率在整个设计波段明显高于单层(谐)衍射元件的衍射效率,而且在整个设计波段的分布基本平衡。进一步以红外波段的常用材料Ge和ZnSe构成的双层谐衍射元件以及由它们分别构成的单层(谐)衍射元件为例,应用Matlab对其衍射效率进行了模拟。模拟结果得出双层谐衍射元件在整个设计波段的衍射效率均高于97%,明显高于单层(谐)衍射元件的衍射效率。这为双层谐衍射元件应用于宽波段成像领域提供了有力的理论支撑。

摘要：根据谐衍射透镜的特点以及非球面校正像差的独特性能,将谐衍射面制作在非球面基底上制成单透镜,该单透镜应用于红外系统中,能够在两个波段1.8～2.4μm和3.4～4.8μm内同时较好地校正系统的色差,有效地校正此单片镜系统的像差,在设计波段内大幅度提高了衍射效率,成像质量接近衍射极限。

摘要：根据谐衍射元件的特殊色散原理及红外波段的窗口特性 ,将谐衍射透镜应用于红外超光谱探测器中 .阐述了利用衍射光学元件色散特性的新型红外双波段超光谱探测成像的基本原理 ,给出了具体的系统设计实例 .设计结果表明 ,此系统提高了图像的分辨率 ,增大了接收光能量的能力 .在两个波段内同时较好地完成了系统的像差校正 ,波前差都小于 1 4波长 .在 2 0线对 mm时 。

摘要：将谐衍射透镜应用在传统红外单波段佩茨瓦尔（Petzval）物镜上，设计得到工作波段处于3．4～4．2μm和8～11μm的红外双波段单层谐衍射光学系统。但单层谐衍射元件的衍射效率只在设计波长处衍射效率最高，随着波长相对设计中心波长向两侧偏离，主衍射级次的衍射效率逐渐下降。为提高含单层谐衍射元件光学系统的衍射效率，基于双层衍射元件衍射效率表达式研究了双层谐衍射元件的结构优化，给出了优化方法。设计出佩茨瓦尔型红外双波段双层谐衍射光学系统，其在3．4～4．2μm和8～11μm两个工作波段的衍射效率均达到90％以上，相比含有单层谐衍射面的光学系统衍射效率有了很大提升，提高了像面衬比度，完善了系统成像质量。

摘要：设计了一套焦距f′=10mm^500mm的高变倍比变焦光学系统。以正组机械补偿原理为基础,通过高斯光学计算,给出合理的初始结构和高斯解。系统引入2个新型非球面,使系统具有更大的自由度,并有效校正光学系统中的像差,减小系统复杂度,对实现高变倍比变焦系统尤为有利。采用一组双层谐衍射元件来校正长焦所带来的二级光谱,减少了透镜片数,使系统更加紧凑。分析了10mm^500mm焦距情况下系统的调制传递函数曲线,计算出变倍组和补偿组的变化曲线,可以看出满足机械补偿凸轮曲线的变化规律,而且曲线的变化比较平滑,能够实现平稳变焦。在奈奎斯特频率为50lp/mm时,调制传递函数曲线均在0.6以上。

摘要：基于谐衍射光学元件的成像理论,将谐衍射透镜应用在传统红外单波段系统里,设计得到工作波段处于4.4～5.4μm和7.8～8.8μm的红外双波段光学系统。分析了谐衍射光学元件的特性,计算了光学系统的结构参数,并利用软件的多重结构进行了优化。设计结果表明,系统的光学传递函数在两个波段范围内,20 lp/mm时的归一化值均大于0.5,具有良好的成像质量。为红外光学系统的设计提供了一种全新器件。

摘要：从谐衍射元件的理论出发,讨论了谐衍射透镜在消色差和消热差时的特性。利用谐衍射透镜独特的色散和消热差特性,再结合其谐振特性,设计并制成了适用于-30℃~70℃的3μm^5μm和8μm^10μm双波段红外消热差的光学系统。该系统通过采用折反结构,仅需锗作为材料,体积小,重量轻,结构简单。结果表明,该系统能够在两个波段内同时较好地校正系统的色差,在要求的视场内得到接近衍射极限的成像质量,具有良好的消色差和减热差特性。该系统经红外传递函数测试仪测试,得出的实际MTF值也基本接近衍射极限。