本文關(guān)鍵詞：紅外寬波段多層衍射光學(xué)元件衍射效率分析

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【摘要】：近年來,各種衍射光學(xué)元件被廣泛應(yīng)用到各類紅外成像系統(tǒng)中,主要由于衍射光學(xué)元件能夠消色差、消熱差、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及提高光學(xué)設(shè)計(jì)自由度等優(yōu)勢(shì)。盡管如此,衍射效率依然是制約衍射光學(xué)元件在紅外成像光學(xué)系統(tǒng)中應(yīng)用的主要因素,特別是在多窗口的紅外成像光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用,因此有必要研究在紅外寬波段內(nèi)實(shí)現(xiàn)高衍射效率的衍射光學(xué)元件。本文開始簡(jiǎn)單介紹了衍射的歷史以及衍射系統(tǒng)未來的發(fā)展方向,緊接著介紹了衍射成像的理論基礎(chǔ)。圍繞衍射光學(xué)元件的衍射效率進(jìn)行討論,追溯衍射效率分析模型,分別為標(biāo)量衍射理論模型和電磁波理論模型,探討兩種模型的適用范圍,分析了單層衍射光學(xué)元件,雙層衍射光學(xué)元件以及諧衍射光學(xué)元件的衍射效率。分別分析了入射角、波長(zhǎng)、以及溫度對(duì)衍射元件的影響,尤其針對(duì)在紅外波段的雙層衍射元件,不同的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)對(duì)衍射效率的影響,得出合適的設(shè)計(jì)波長(zhǎng)最大可以提高15%。根據(jù)雙層衍射光學(xué)元件理論,設(shè)計(jì)了含有雙層衍射元件的中遠(yuǎn)紅外光學(xué)系統(tǒng),其中波紅外的傳遞函數(shù)(MTF)在/40mmlp所有視場(chǎng)達(dá)到0.6,長(zhǎng)波紅外在/40mmlp所有視場(chǎng)達(dá)到0.2。
【關(guān)鍵詞】：衍射效率 紅外寬波段 雙層衍射光學(xué)元件 光學(xué)設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN216
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 衍射光學(xué)元件概述8-10
• 1.2 多層衍射光學(xué)元件的發(fā)展近況10-11
• 1.3 衍射光學(xué)元件在紅外成像光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用11-12
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 衍射光學(xué)元件的成像理論13-22
• 2.1 衍射光學(xué)元件的光焦度13-14
• 2.2 衍射光學(xué)元件的色散性質(zhì)14-16
• 2.3 衍射光學(xué)元件的非球面特性16-18
• 2.4 衍射光學(xué)元件的三級(jí)像差理論18-22
• 第三章 衍射光學(xué)衍射效率分析22-31
• 3.1 衍射光學(xué)元件22-23
• 3.2 衍射效率的分析模型23-24
• 3.2.1 標(biāo)量衍射理論模型23
• 3.2.2 嚴(yán)格電磁理論模型23-24
• 3.3 衍射光學(xué)元件的衍射效率分析24-31
• 3.3.1 單層衍射面的衍射光學(xué)元件以及其衍射效率25-27
• 3.3.2 諧衍射光學(xué)元件以及諧衍射光學(xué)元件的衍射效率27-28
• 3.3.3 雙層衍射光學(xué)元件以及其衍射效率28-31
• 第四章 衍射光學(xué)元件的特性分析31-40
• 4.1 入射角對(duì)衍射效率的影響31-34
• 4.2 設(shè)計(jì)波長(zhǎng)對(duì)雙層衍射元件衍射效率影響34-37
• 4.3 溫度對(duì)衍射光學(xué)元件的影響37-40
• 第五章 含雙層衍射元件的紅外折衍射系統(tǒng)設(shè)計(jì)40-46
• 5.1 雙層衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)方法40-41
• 5.1.1 單個(gè)設(shè)計(jì)波長(zhǎng)設(shè)計(jì)方法40-41
• 5.1.2 雙設(shè)計(jì)波長(zhǎng)設(shè)計(jì)方法41
• 5.2 雙衍射面的結(jié)構(gòu)分析41-42
• 5.3 雙波段高衍射率的衍射光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)42-46
• 第六章 結(jié)論及展望46-48
• 6.1 結(jié)論46
• 6.2 展望46-48
• 致謝48-49
• 參考文獻(xiàn)49-50

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本文編號(hào)：840118