[发明专利]提供非球面度的衍/折混合光学元件及其设计方法

摘要

本发明公开了一种提供非球面度的衍/折混合光学元件及其设计方法。此元件由球面基底与二元微结构衍射光学表面二部分组成，结构如图1所示，其中(1)是球面基底，(2)是二元微结构衍射光学表面。根据已知的非球面结构参量，采用设计波长与最小加工线宽作为判据确定球面基底曲率，利用球面基底承担主要的光焦度；在球面基底上制作二元微结构表面衍射光学元件，用于补偿球面基底与非球面之间的光程差，通过衍/折混合光学方法，使二元微结构的最小周期间隔在最小加工线宽范围之内，从而使引入的非球面度可以微加工，最终实现光学系统全球面化的条件下，使成像质量接近衍射极限，避免光学非球面加工困难，精度不高和高成本。

主权项

1.一种提供非球面度的衍/折混合光学元件，其特征在于：衍/折混合光学元件由球面基底(1)与二元微结构衍射光学表面(2)二部分组成，所述的衍/折混合光学元件面形分布公式Tk(r)为：$T_k\left(r\right)=\frac{c_0{r}^2}{1+\sqrt{1-c_0^2{r}^2}}+\frac{[{\mathrm{OPD}}_{{\lambda }_0}(r,c_0)-\mathrm{int}({\mathrm{OPD}}_{{\lambda }_0}(r,c_0)/m{\lambda }_0)·m{\lambda }_0]·q}{m\left({\lambda }_0\right)-1}$ 其中c0是球面基底曲率；OPDλ0(r，c0)是利用二元微结构衍射光学表面补偿的球面基底到非球面之间的光程差；int(x)是取整函数，求出不大于x的最大整数；λ0是设计波长；r是元件径向半径；q是深度比例因子，当q≠1时，表示因加工误差或设计波长与实际使用波长的偏差；m是≥1的整数。