[发明专利]一种透射式自聚焦单级衍射光栅

摘要

本发明提供一种透射式自聚焦单级衍射光栅，光栅中存在两类基元矩形孔和长矩形条。两类基元具有相同的宽度，不同的长度。长矩形条的长度是矩形孔长度的几十到上百倍。在垂直于光栅衍射方向，相邻矩形孔之间和相邻长矩形条之间紧密叠放在一起；在沿着衍射方向，矩形孔和长矩形条分别按照各自的分布规律随机排布在光栅基底表面。在矩形孔和长矩形条排布的重叠区域，满足两者二维透过率函数相乘的关系。本发明只存在0级和正负1级衍射，能有效地消除高次谐波对光谱的影响；且存在一个与光栅平面垂直的焦平面，用于聚焦不同能量的光子。本发明集分光、聚焦和高次谐波抑制等特点于一身，且具有与普通光栅不同的衍射模式，是一种复合光学元件。

主权项

一种透射式自聚焦单级衍射光栅，其特征在于：所述光栅的基本构成基元为一系列随机排布的矩形孔和长矩形条，矩形孔和长矩形条具有相同的宽度，不同的长度；长矩形条的长度是矩形孔长度的几十到上百倍；在垂直于光栅衍射方向，相邻矩形孔之间和相邻长矩形条之间紧密叠放在一起；在沿着衍射方向，光栅周期为，矩形孔基元的长度为，矩形孔在每个光栅周期的范围内按余弦分布规律随机排布，透过率函数满足，为光栅沿着衍射方向的坐标；在以为自变量的坐标系中，长矩形条处于周期为的周期结构中，的物理意义为对应波带片第一环带的半径；在坐标系下，长矩形条的长度为，长矩形条在每个周期的范围内按照余弦分布规律随机排布，透过率函数满足；在矩形孔和长矩形条分布的重叠区域，满足两类基元二维透过率函数相乘，。