宽带长焦深近红外衍射元件设计及特性研究

摘要

传统透镜在成像过程中，因景深有限，需要频繁重新对焦，增加了光学系统的复杂性和成本。通过对衍射元件的设计，构建了一种宽带近红外的长焦深衍射元件，该器件的焦深长度达到了传统聚焦透镜的10倍。在数值仿真中，通过标量衍射理论研究了其聚焦特性，该器件在波长为1.45～1.65μm的波段内实现了大于0.25 mm的长焦深（距离透镜0.25～0.5 mm处），并且具有良好的宽带性能和焦平面处旁瓣抑制效果。该新型衍射元件的设计能够显著减少对焦频率，降低系统复杂性和成本，同时提升成像质量，使得长焦深成像成为可能，并为光学系统的设计提供了新的方向。该技术有望在多个领域获得广泛应用，如对准系统、显微成像、医学成像和监控系统等。

关键词

衍射元件 / 长焦深成像 / 近红外 / 宽带成像 / 标量衍射理论

基金资助

国家自然科学基金重点项目（51935011）; 国家科技重大专项（J2019-V-0015-0110）; 山西省科技创新人才团队专项（202204051001016）