[发明专利]反射式光学元件及其设计方法和在太阳能电池中的应用

权利要求书

1.一种用于分色聚焦的反射式光学元件的设计方法，所述反射式光学元件具有一能够对包含有多个波长的入射光按照波长进行分色且聚焦的反射面，所述反射面为从一基准面向下凹入不同深度的凸凹表面；所述设计方法用于获得所述反射面的多个采样点处的设计调制深度，对于所述反射面的每个采样点，所述设计方法包括：

步骤一：对于所述多个波长中的每一个波长，采用相位恢复算法获得所述反射式光学元件的当前采样点处的针对该波长的调制深度；对于所述多个波长，相应地获得多个调制深度；

步骤二：将所述调制深度作为厚度优化算法中的调制厚度并利用厚度优化算法确定所述反射式光学元件的对应采样点处的设计调制深度。

2.一种用于分色聚焦的反射式光学元件的设计方法，所述反射式光学元件具有一能够对包含有多个波长的入射光按照波长进行分色且聚焦的反射面，所述反射面为从一基准面向下凹入不同深度的凸凹表面；所述设计方法基于用于对所述包含多个波长的入射光进行分色的反射光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的反射聚焦镜的深度来获得所述反射面的多个采样点处的设计调制深度；

对于所述反射面的每个采样点，所述设计方法包括：

步骤一：将当前采样点处所述反射光栅的深度与所述反射聚焦镜的深度之和作为所述反射式光学元件的初始深度；

步骤二：对于所述多个波长中的每一个波长，根据当前采样点处所述反射式光学元件的所述初始深度获得针对对应波长在相位调制方面等效的等效调制深度；所述等效调制深度在衍射光学元件尺度范围内；由此，对于所述多个波长，对应地获得多个等效调制深度；

步骤三：将所述等效调制深度作为厚度优化算法中的调制厚度并利用厚度优化算法确定所述反射式光学元件的对应采样点处的设计调制深度。

3.一种用于分色聚焦的反射式光学元件的设计方法，所述反射式光学元件具有一能够对包含有多个波长的入射光按照波长进行分色且聚焦的反射面，所述反射面为从一基准面向下凹入不同深度的凸凹表面；所述设计方法基于用于对所述包含多个波长的入射光进行分色的反射光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的反射聚焦镜的深度来获得所述反射面的多个采样点处的设计调制深度；

对于所述反射面的每个采样点，所述设计方法包括：

步骤一：对于所述多个波长中的每一个波长，根据当前采样点处所述反射聚焦镜的深度获得针对对应波长在相位调制方面等效的等效调制深度，所述等效调制深度在衍射光学元件尺度范围内；由此，对于所述多个波长，对应地获得多个等效调制深度；

步骤二：将所述等效调制深度作为厚度优化算法中的调制厚度并利用厚度优化算法确定所述反射聚焦镜的对应采样点处的设计调制深度；

步骤三：将所述反射聚焦镜的设计调制深度加上当前采样点处所述反射光栅的深度以获得所述反射式光学元件的对应采样点处的设计调制深度。

4.一种用于分色聚焦的反射式光学元件的设计方法，所述反射式光学元件具有一能够对包含有多个波长的入射光按照波长进行分色且聚焦的反射面，所述反射面为从一基准面向下凹入不同深度的凸凹表面；所述设计方法基于用于对所述包含多个波长的入射光进行分色的反射光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的反射聚焦镜的深度来获得所述反射面的多个采样点处的设计调制深度；

对于所述反射面的每个采样点，所述设计方法包括：

步骤一：对于所述多个波长中的每一个波长，根据当前采样点处所述反射聚焦镜的深度获得针对对应波长在相位调制方面等效的等效调制深度，所述等效调制深度在衍射光学元件尺度范围内；由此，对于所述多个波长，对应地获得多个等效调制深度；

步骤二：将所述多个等效调制深度分别加上当前采样点处所述反射光栅的深度，以对应地获得当前采样点处的多个初始调制深度；

步骤三：将所述初始调制深度作为厚度优化算法中的调制厚度并利用厚度优化算法确定所述反射式光学元件的对应采样点处的设计调制深度。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的设计方法，其特征在于，根据权利要求1中的所述调制深度或根据权利要求2-4中的所述等效调制深度针对对应波长的调制相位的范围为[0，2π）。