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宽光谱平像场全息凹面光栅的优化研究

皮道锐 黄元申 张大伟 倪争技 庄松林

宽光谱平像场全息凹面光栅的优化研究

皮道锐, 黄元申, 张大伟, 倪争技, 庄松林
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  • 基于凹面光栅的几何理论,推导了子午、弧矢聚焦曲线的数学表达式和全息平像场凹面光栅制作参数的计算关系式. 提出了一种新的在整个使用波长范围内同时消除子午和弧矢像差的最佳优化设计方法. 这种方法不同于以光线追迹技术为基础的标准光学设计软件如CODE V或ZEMAX的优化设计方法,而是从数学表达式出发,采用光栅优化因子,对凹面光栅的子午聚焦曲线和弧矢聚焦曲线进行拟合,从理论上找到最佳的能够使子午和弧矢像差同时趋于零的像平面,然后再根据拟合参数设计制作光栅. 用Matlab软件解决了子午聚焦曲线超越方程无法解的困难;讨论了不同光栅常数和入射角度时对两聚焦曲线拟合程度的影响. 提出了在宽光谱使用条件下,可以通过减小入射角度和光栅刻线数来提高光谱像质.
    • 基金项目: 国家科技支撑计划(批准号: 2006BAK03A03)、上海市科委创新行动计划(批准号: 07DZ22026,08DZ2272800)和上海市自然科学基金(批准号: 08ZR1415400)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-02-27
  • 修回日期:  2009-05-14
  • 刊出日期:  2010-01-05

宽光谱平像场全息凹面光栅的优化研究

  • 1. 上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海 200093
    基金项目: 

    国家科技支撑计划(批准号: 2006BAK03A03)、上海市科委创新行动计划(批准号: 07DZ22026,08DZ2272800)和上海市自然科学基金(批准号: 08ZR1415400)资助的课题.

摘要: 基于凹面光栅的几何理论,推导了子午、弧矢聚焦曲线的数学表达式和全息平像场凹面光栅制作参数的计算关系式. 提出了一种新的在整个使用波长范围内同时消除子午和弧矢像差的最佳优化设计方法. 这种方法不同于以光线追迹技术为基础的标准光学设计软件如CODE V或ZEMAX的优化设计方法,而是从数学表达式出发,采用光栅优化因子,对凹面光栅的子午聚焦曲线和弧矢聚焦曲线进行拟合,从理论上找到最佳的能够使子午和弧矢像差同时趋于零的像平面,然后再根据拟合参数设计制作光栅. 用Matlab软件解决了子午聚焦曲线超越方程无法解的困难;讨论了不同光栅常数和入射角度时对两聚焦曲线拟合程度的影响. 提出了在宽光谱使用条件下,可以通过减小入射角度和光栅刻线数来提高光谱像质.

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