基于谐衍射理论的0.40～2.50 μm宽波段光学系统设计

摘要：

基于谐衍射光学元件的负色散和消热差特性,设计了一种工作波段为0.40～2.50μm的宽波段光学成像系统.建立了双层衍射光学元件带宽积分平均衍射效率的数学模型.运用Matlab软件确定衍射元件的最佳设计波长.采用BaF2、AL2O3、AL2O3-E、普通光学玻璃(KZFSN5、SF57)设计了折衍混合5片式光学结构,并通过合理分配光焦度实现了宽波段共光路共焦面集成.实验结果表明,该系统的有效焦距为100 mm,视场角为9.4°,F数为2.8,在-40～60℃范围内可实现无热化.在奈奎斯特频率50 lp/mm处,0.40-0.78 μm波段的调制传递函数(MTF)均大于0.6,0.78～2.50 μm波段的MTF均大于0.5.相比基于折射透镜的传统宽波段光学系统,该系统具有结构简单、尺寸小且成像质量接近衍射极限的优点.

关键词：光学设计、谐衍射光学元件、双层衍射、宽波段

所属期刊栏目：59

分类号：O436(光学)

资助基金：陕西省重点研发项目2019ZDLGY16-01

在线出版日期：2022-11-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：310-316