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的光热膨胀系数表达式,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dOPD/dT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。
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, 是材料的光热膨胀系数。