《成像衍射光學元件設計及應用》以衍射光學基礎理論為載體，將物理光學、幾何光學、光學設計與技術以及應用等知識有效結合，針對成像衍射光學元件進行研究和探討，主要內容包括衍射光學與系統概述、衍射光學理論基礎、成像衍射光學元件的設計、成像衍射光學元件加工和衍射效率測量、鍍有增透膜的成像衍射光學元件優化設計、基于角度帶寬積分平均衍射效率的成像衍射光學元件設計、成像衍射光學元件在混合光學系統中的應用，共七章。《成像衍射光學元件設計及應用》系統地講解了成像衍射光學元件的設計原理、設計方法、實現技術，以及在成像光學系統中的應用等問題，以系統工程的角度實現混合光學系統的設計、制造與檢測。
目錄
“博士后文庫”序言
序
前言
第1章衍射光學與系統概述1
1.1概述1
1.2衍射光學元件的發展史及研究進展2
1.3衍射光學元件在光學系統中的應用7
1.3.1衍射光學元件在成像光學系統的應用8
1.3.2衍射光學元件的其他應用17參考文獻22
第2章衍射光學理論基礎29
2.1衍射光學元件設計理論29
2.1.1矢量衍射理論29
2.1.2標量衍射理論34
2.1.3光線追跡理論37
2.1.4擴展標量衍射理論40
2.2衍射光學元件設計概述48
2.2.1成像衍射光學元件的設計原理48
2.2.2衍射光學元件的成像光學系統模型49
2.3衍射光學元件的成像特性51
2.3.1色散性質51
2.3.2三級像差性質53
2.3.3溫度性質57
2.4衍射效率及其對像質的影響60
2.4.1衍射效率的含義和計算60
2.4.2衍射效率對混合成像光學系統像質的影響61
2.5成像衍射光學元件在光學設計中的建模64
2.5.1常用光學設計軟件概述64
2.5.2成像衍射光學元件模型和結構的建立65
參考文獻70
第3章成像衍射光學元件的設計72
3.1多級相位光柵的衍射效率72
3.2單層衍射光學元件設計及其衍射效率76
3.2.1設計理論76
3.2.2衍射效率77
3.2.3設計及分析舉例79
3.3諧衍射光學元件設計及其衍射效率80
3.3.1設計理論80
3.3.2衍射效率81
3.3.3設計及分析舉例82
3.4多層衍射光學元件設計及其衍射效率83
3.4.1設計理論83
3.4.2衍射效率86
3.4.3設計及分析舉例88
3.5多層衍射光學元件常用設計方法89
3.6不同類型多層衍射光學元件衍射效率分析舉例92
3.6.1分離型雙層衍射光學元件92
3.6.2密接型雙層衍射光學元件97
3.6.3填充型三層衍射光學元件102
3.6.4密接型三層衍射光學元件106
3.7衍射光學元件的擴展模型設計和衍射效率分析109
3.7.1斜入射下擴展模型衍射光學元件設計和衍射效率分析109
3.7.2寬溫度范圍下擴展模型衍射光學元件設計和衍射效率分析115
3.8負折射材料基衍射光學元件122
3.9反射式衍射光學元件125
參考文獻127
第4章成像衍射光學元件加工和衍射效率測量129
4.1成像衍射光學元件的加工概述129
4.1.1加工方法概述129
4.1.2單點金剛石車削方法135
4.2成像衍射光學元件的加工問題138
4.2.1單層衍射光學元件加工誤差類型及其影響138
4.2.2多層衍射光學元件加工誤差類型及其影響140
4.2.3多層衍射光學元件加工誤差對衍射效率影響的舉例144
4.3表面粗糙度對成像衍射光學元件的影響160
4.3.1單點金剛石車削加工引起的表面粗糙度161
4.3.2成像衍射光學元件表面粗糙度對衍射效率的影響166
4.3.3實例分析170
4.4成像衍射光學元件的裝調問題178
4.4.1裝調誤差類型和影響179
4.4.2實例分析182
4.5成像衍射光學元件形貌檢測技術188
4.6成像衍射光學元件的衍射效率測量191
4.6.1測量原理和方法192
4.6.2測量裝置194
4.6.3測量結果的處理方法197
參考文獻198
第5章鍍有增透膜的成像衍射光學元件優化設計201
5.1衍射光學元件鍍膜的必要性201
5.2鍍有增透膜的單層衍射光學元件優化方法202
5.2.1增透膜對單層衍射光學元件衍射效率的影響202
5.2.2優化設計實例204
5.3一般入射下鍍有增透膜的雙層衍射光學元件的優化方法208
5.3.1傾斜入射下鍍有增透膜的雙層衍射光學元件模型和優化方法208
5.3.2優化設計實例211
5.4垂直入射下鍍有增透膜的雙層衍射光學元件模型和優化方法216
5.4.1鍍有增透膜的雙層衍射光學元件模型和優化方法216
5.4.2優化設計實例219
參考文獻223
第6章基于角度帶寬積分平均衍射效率的成像衍射光學元件設計224
6.1入射角度對衍射效率影響的問題分析224
6.2單層衍射光學元件角度帶寬積分平均衍射效率設計方法227
6.2.1設計模型227
6.2.2設計舉例230
6.3雙層衍射光學元件角度帶寬積分平均衍射效率設計方法236
6.3.1設計模型236
6.3.2設計舉例240
參考文獻245
第7章成像衍射光學元件在混合光學系統中的應用246
7.1單層衍射光學元件在目鏡光學系統的設計246
7.1.1光學系統需求與設計指標246
7.1.2傳統折射式目鏡光學系統設計與像質評價248
7.1.3引入衍射光學元件的目鏡光學系統優化設計與像質評價252
7.2雙層衍射光學元件在寬波段光學系統的設計256
7.2.1光學系統需求與設計指標256
7.2.2傳統折射式寬波段光學系統設計與像質評價256
7.2.3基于衍射光學元件的混合成像系統優化設計與像質評價257
7.3雙層衍射光學元件在雙波段紅外光學系統的設計265
7.3.1雙波段紅外雙層衍射光學元件優化設計265
7.3.2含有雙層衍射光學元件的紅外雙波段折衍混合成像光學系統設計270
7.3.3雙層衍射光學元件衍射效率和對像質的影響274
7.4雙層衍射光學元件在雙波段無熱化光學系統的設計276
7.4.1基于衍射光學元件的光學系統無熱化設計原理276
7.4.2光學系統設計實例279
7.4.3像質分析280
參考文獻282
編后記283
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