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专利号: 2015107263430
申请人: 长春理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于多层衍射光学元件热特性的消热差方法,其特征是,该方法包括以下四个步骤:步骤一,根据折射与单层衍射光学元件的光热膨胀系数推导方法,对光焦度进行相对于温度微分,推导出分析多层衍射光学元件热特性的数学模型;

步骤二,根据多层衍射光学元件位相延迟表达式,得到光程差表达式;同时确定多层衍射光学元件的微结构高度值;

步骤三,根据步骤一推导出的多层衍射光学元件热特性的数学模型,在笛卡尔坐标系中做出三角形消热差图;

步骤四,根据上述的三角形消热差图,选择三角形面积最大的,并结合光程差相对温度微分的值接近于零和多层衍射光学元件的微结构高度之和较小的要求,实现含有多层衍射光学元件的光学系统消热差的初步设计。

2.根据权利要求1所述的基于多层衍射光学元件热特性的消热差方法,其特征在于,步骤一所述的多层衍射光学元件的热特性的数学模型为:式中: 为多层衍射光学元件的光热膨胀系数,m1,m2是构成多层衍射光学元件的谐衍射光学元件的衍射级次,αg1,αg2是构成多层衍射光学元件的谐衍射光学元件的基底材料的膨胀系数;αgi是构成多层衍射光学元件的谐衍射光学元件的第i层基底材料的膨胀系数。

3.根据权利要求1所述的基于多层衍射光学元件热特性的消热差方法,其特征在于,步骤二所述的光程差即OPD表达式为:上式相对于温度微分,得到

式中:αgi是构成多层衍射光学元件的谐衍射光学元件的第i层基底材料的膨胀系数,Hi为多层衍射光学元件的微结构高度,λ为工作波长,ni(λ)是第i层衍射光学元件的基底材料在工作波长λ时的折射率, 是表示折射率随温度的变化;

所述的多层衍射光学元件的微结构微结构高度Hi通过下面公式可以确定:式中:λ1,λ2为设计波长对,n1(λ1)、n1(λ2)、n2(λ1)和n2(λ2)分别为基底材料在波长λ1,λ2处的折射率。

4.根据权利要求1所述的基于多层衍射光学元件热特性的消热差方法,其特征在于,步骤三所述的在笛卡尔坐标系中做出三角形消热差图,其横纵坐标被表示为:式中:ωi是材料的色散本领,θi是材料的热色散本领,1/v是阿贝数的倒数,T是材料的温度, 是材料的光热膨胀系数。