[发明专利]一种多倾斜角复合多层膜劳厄透镜及其设计方法

权利要求书

1.一种多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，包括m个沿垂直于入射光方向排列的倾斜型多层膜劳厄透镜；其中，每一所述倾斜型多层膜劳厄透镜内的所有膜层与入射光具有相同的夹角；该多倾斜角复合多层膜劳厄透镜能够实现衍射极限聚焦；m大于2。

2.如权利要求1所述的多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，沿中心区域向边缘区域方向，膜层厚度依次变小、膜层与入射光的夹角依次变大。

3.如权利要求1或2所述的多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，各所述倾斜型多层膜劳厄透镜排列后的膜层编号和膜层厚度按照波带片公式确定；位于中心区域的第一所述倾斜型多层膜劳厄透镜的第一个膜层，其编号为k，在入射面上的位置由公式x_in(k)＝x_re(k)+w×tan(θ₁)确定，w是根据楔形多层膜劳厄透镜设计计算得到的最佳深度，θ₁是第一所述倾斜型多层膜劳厄透镜的膜层与入射光的夹角，x_in(k)为膜层k在入射面的位置，x_re(k)为膜层k在出射面的位置，x_re(k)＝(kλf)^1/2，λ为入射光波长，f为所选定的焦距，第二个膜层出射面位置x_re(k+1)＝x_re(k)+d(k+1)/cos(θ₁)，在入射面上的位置为x_in(k+1)＝x_in(k)+d(k+1)/cos(θ₁)，d(k+1)为第二个膜层的厚度，后续膜层的位置以此类推；第i个所述倾斜型多层膜劳厄透镜的第一层膜层，其编号为p，在出射面上的位置x_re(p)＝x_re(p-1)+d(p)/cos(θ_i-1)，在入射面上的位置x_in(p)＝x_re(p)+w×tan(θ_i)，第二层膜层在出射面上的位置为x_re(p+1)＝x_re(p)+d(p+1)/cos(θ_i)，在入射面上的位置为x_in(p+1)＝x_in(p)+d(p+1)/cos(θ_i)，d(p+1)为第二膜层的厚度，后续膜层的位置以此类推；θ_i是第i个所述倾斜型多层膜劳厄透镜的膜层与入射光的夹角，i取值为2～m。

4.如权利要求3所述的多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，每一所述倾斜型多层膜劳厄透镜中，最中间的相邻两个膜层满足Bragg条件：2[2d(i_m)]sinθ_i＝λ，i_m＝(i_f+i_l)/2,i_f和i_l分别是所述倾斜型多层膜劳厄透镜第一层和最后一层的膜层编号，d(i_m)为编号为i_m的膜层的厚度。

5.如权利要求4所述的多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，各所述倾斜型多层膜劳厄透镜之间具有相等的层数或者膜层数量相差最小的层数。

6.如权利要求4所述的多倾斜角复合多层膜劳厄透镜，其特征在于，各所述倾斜型多层膜劳厄透镜的入射面和出射面相互平行，且垂直于入射光。