[发明专利]一种白光LED衍射光学器件的设计方法

权利要求书

1.一种白光LED衍射光学元件的设计方法，其包括以下步骤：

S1，设置参数，所述参数包括衍射距离z、衍射图案尺寸L_z、以及衍射图案像素数N；

S2，根据球面波入射光口径确定衍射光学元件尺寸L₀，衍射光学元件尺寸L₀小于或等于球面波入射光口径；

S3，给出像素数为N的所期望的衍射图案；

S4，根据上述参数计算球面波半径r，对于发散球面波，r＝zL₀/(L_z-L₀)，对于汇聚球面波，r＝zL₀/(L_z+L₀)；以及

S5，根据所述像素数为N的所期望的衍射图案，利用优化算法优化设计衍射光学元件的相位分布，所述像素数为N的所期望的衍射图案和衍射光学元件相位分布的关系为(一维)，

U(x)=exp[ikx22(z+r)]F{exp(ikx122r)F-1[U0(x0)]exp[ikx122(z+r)]},]]>，

其中，F代表傅里叶变换，k是波数，U₀(x0)是衍射光学元件的相位分布，U(x)是距离z处的输出面上的复振幅分布，|U(x)|²即为衍射图案光强分布，x1是球面波球心所在的垂轴平面上的坐标。

2.如权利要求1所述的白光LED衍射光学元件的设计方法，其特征在于，所述白光LED衍射光学元件为二元光学元件、全息光学元件、微纳光学元件或空间光调制器，以实现光场相位和/或振幅的调制。

3.如权利要求2所述的白光LED衍射光学元件的设计方法，其特征在于，白光LED是由多种单色LED混合而成或者是利用“蓝光技术”与荧光粉配合而成。

4.如权利要求1所述的白光LED衍射光学元件的设计方法，其特征在于，所述球面波入射光还包括任意宽波段的光源，以及任意LED组合的光源。

5.如权利要求1所述的白光LED衍射光学元件的设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述衍射距离z大于零、所述衍射图案尺寸L_z大于零、所述衍射图案像素数N是大于1的整数。

6.如权利要求1所述的白光LED衍射光学元件的设计方法，其特征在于，步骤S3中，所述衍射图案包括任意灰度分布的图案。