[发明专利]单片式光学元件以及单片式衍射光学元件的设计方法

摘要

本发明公开了一种单片式光学元件以及单片式衍射光学元件的设计方法。所述单片式光学元件，用于对包含多个波长的入射光进行分色和聚焦，其包括一体成型的用于对所述入射光进行分色的光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的聚焦透镜的组合。本发明的单片式光学元件通过将透镜与光栅结合为一体，能够很好地对入射光实现高效率的分色聚焦，避免了采用两个独立的光学元件，整个光学系统过于复杂、操作不便。本发明基于聚焦透镜和闪耀光栅设计成具有基本相同的分色聚焦功能的单片式衍射光学元件，突破了现有技术中常规光学元件自身厚度的限制，使得设计的单片式衍射光学元件可以应用到更多的场合中，特别适合应用在太阳能电池中。

主权项

一种单片式衍射光学元件的设计方法，基于用于对包含多个波长的入射光进行分色的光栅和用于对分色后的入射光进行聚焦的聚焦透镜的多个采样点处的厚度来获得所述单片式衍射光学元件的对应多个采样点处的设计调制厚度；所述单片式衍射光学元件具有与所述光栅和所述聚焦透镜的组合基本相同的光学功能；对于所述光栅和所述聚焦透镜的每个采样点，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聚焦透镜的厚度获得针对对应波长在相位调制方面等效的等效调制厚度，所述等效调制厚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厚度；步骤二：将所述多个等效调制厚度分别加上当前采样点处所述光栅的厚度，以对应地获得当前采样点处的多个初始调制厚度；步骤三：对所述多个初始调制厚度采用厚度优化算法确定所述单片式衍射光学元件的对应采样点处的设计调制厚度。