二元光學(xué)能獲得如此迅速的發(fā)展，除由于具有體積小、重量輕、容易復(fù)制等顯而易見的優(yōu)點(diǎn)外，還由于具有如下許多獨(dú)特的功能和特點(diǎn)。 1
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1.高衍射效率 ;nw}x4Y[
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高衍射效率：二元光學(xué)元件是一種純相位衍射光學(xué)元件，為得到高衍射效率，可做成多相位階數(shù)的浮雕結(jié)構(gòu)。一般使用N塊模版可得到L(＝2N) 個(gè)相位階數(shù)，其衍射效率為：η＝|sin(π/L)/( π/L)|2。由此計(jì)算，當(dāng)L＝2、4、8和16時(shí)，分別有V＝40.5％、81％、94.9％和98.6％。利用亞波長微結(jié)構(gòu)及連續(xù)相位面形，可達(dá)到接 近100％的效率。 KvmXRf*z
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2.獨(dú)特的色散性能 /NUu^ N
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在—般情況下，二元光學(xué)元件多在單色光下使用。但正因它是一個(gè)色散元件，具有不同于常規(guī)元件的色散特性，故 可在折射光學(xué)系統(tǒng)中同時(shí)校正球差與色差，構(gòu)成混合光學(xué)系統(tǒng)，以常規(guī)折射元件的曲面提供大部分的聚焦功能，再利用表面上的浮雕相位波帶結(jié)構(gòu)校正像差。這一方 法已用于新的非球面設(shè)計(jì)和溫度補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)中。 bo[[<j!"I
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3.更多的設(shè)計(jì)自由度 UUEbtZH;
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在傳統(tǒng)的折射光學(xué)系統(tǒng)或鏡頭設(shè)計(jì)中只能通過改變曲面的曲率或使用不同的光學(xué)材料 校正像差，而在二元光學(xué)元件中，則可通過波帶片的位置、槽寬與槽深及槽形結(jié)構(gòu)的改變產(chǎn)生任意波面，大大增加了設(shè)計(jì)變量，從而能設(shè)計(jì)出許多傳統(tǒng)光學(xué)所不能的 全新功能光學(xué)元件，這是對光學(xué)設(shè)計(jì)的一次新的變革。 ?7dV:]%~2
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4.寬廣的材料可選性 rnQ 9uNAu
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二元光學(xué)元件是將二元浮雕面形轉(zhuǎn)移至玻璃、電介質(zhì)或金屬基底上，可用材料 范圍大；此外，在光電系統(tǒng)材料的選取中，—些紅外材料如ZnSe和Si等，由于它們有一些不理想的光學(xué)特性，故經(jīng)常被限制使用，而二元光學(xué)技術(shù)則可利用它 們并在相當(dāng)寬廣的波段作到消色差；另外，在遠(yuǎn)紫外應(yīng)用中，可使有用的光學(xué)成像波段展寬1000倍。 V oo _
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5.特殊的光學(xué)功能 bYwe/ sR
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二元光學(xué)元件可產(chǎn)生一般傳統(tǒng) 光學(xué)元件所不能實(shí)現(xiàn)的光學(xué)波面，如非球面、環(huán)狀面、錐面和鐲面等，并可集成得到多功能元件；使用亞波長結(jié)構(gòu)還可得到寬帶、大視場、消反射和偏振等特性；此 外，二元光學(xué)在促進(jìn)小型化、陣列化、集成化方面更是不言而喻了。
