[發明專利]一種擴大衍射光學光束整形器件有效衍射場的方法

有效

• 申請號: 201410219031.6
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN104007553A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 曲衛東;譚峭峰;顧華榮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

1.一種擴大衍射光學光束整形器件有效衍射場的方法，其特征在于，所述衍射光學光束整形器件組成包括由衍射光學元件和凸透鏡組成和由衍射光學元件和凹透鏡組成兩種方案；

一種是由衍射光學元件和凸透鏡組成的衍射光學光束整形器件，其中，一種是衍射光學元件和凸透鏡做成單獨的部件，另一種是直接將衍射光學元件制作到凸透鏡的一側表面上，平面或曲面上均可；然后根據衍射距離和衍射光學元件尺寸和需要的有效衍射場尺寸設計透鏡焦距；再根據期望的衍射場光強分布和透鏡焦距、衍射距離和衍射光學元件采樣間隔設計衍射光學元件相位分布，從而獲得擴大了的整形光束；

另一種是由衍射光學元件和凹透鏡組成的衍射光學光束整形器件，其中，一種是衍射光學元件和凹透鏡做成單獨的部件，另一種是直接將衍射光學元件制作到凸透鏡的一側表面上，平面或曲面上均可；然后根據衍射距離和衍射光學元件尺寸和需要的有效衍射場尺寸設計透鏡焦距；再根據期望的衍射場光強分布和透鏡焦距、衍射距離和衍射光學元件采樣間隔設計衍射光學元件相位分布，從而獲得擴大了的整形光束；

設透鏡焦距為f,則對于凸透鏡，f≤zL₀/(L_z+L₀)，對于凹透鏡，f≤zL₀/(L_z-L₀)。其中L₀為衍射光學元件尺寸；L_z為有效衍射場尺寸。

2.根據權利要求1所述一種擴大衍射光學光束整形器件有效衍射場的方法，其特征在于，所述衍射距離和需要的有效衍射場尺寸對應所述的凸透鏡的焦距，在某一衍射距離處，透鏡焦距越短，有效衍射場尺寸越大；不同的期望的衍射場光強分布對應不同的衍射光學元件相位分布。

3.根據權利要求1所述一種擴大衍射光學光束整形器件有效衍射場的方法，其特征在于，所述衍射距離和需要的有效衍射場尺寸對應所述的凹透鏡焦距，在某一衍射距離處，透鏡焦距越短，有效衍射場尺寸越大；不同的期望的衍射場光強分布對應不同的衍射光學元件相位分布。

4.根據權利要求1所述一種擴大衍射光學光束整形器件有效衍射場的方法，其特征在于，所述衍射光學元件為二元光學元件、全息光學元件、微納光學元件或空間光調制器，以實現光場相位調制和/或振幅的調制。