希望讨论一下二元光学元件在传统光学镜头中的应用

zemax2002

二元光学元件在今后的光学设计中将发挥相当大的作用！最基本的理论就是：一个性能卓越的镜头可以用一片玻璃+二元光学元件，玻璃的作用是实现光焦度，二元光学元件用来矫正相差。

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二元光学属于微光学范畴，粗略的说可叫做衍射光学，个人认为很有前途，在光通信及传统光学领域都可应用，清华的金院士写了本书，不错的。佳能的镜头中早已使用衍射元件改善成象质量了

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我！

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菲涅耳透镜不就是二元光学的典型应用吗？可用在数码单反机的取景器上

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我们现在谈的二元光学，大多数是指衍射光学，后者包括了前者，因为现在加工衍射光学一般都是用金钢石车床加工的，而不是用书上介绍的掩模板技术。

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有谁在用ZEMAX做二元光学的设计，交流一下！

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二元光学挺有发展的。

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二元光学是基于光波衍射理论发展起来的一个新兴光学分支，是光学与微电子技术相互渗透、交叉而形成的前沿学科。基于计算机辅助设计和微米级加工技术制成的平面浮雕型二元光学器件具有重量轻、易复制、造价低等特点，并能实现传统光学难以完成的微小、阵列、集成及任意波面变换等新功能，从而使光学工程与技术在诸如空间技术、激光加工、计算技术与信息处理、光纤通信及生物医学等现代国防科技与工业的众多领域中显示出前所未有的重要作用及广阔的应用前景。二元光学于20世纪90年代初在国际上兴起研究热潮，并同时引起学术界与工业界的极大兴趣及青睐。

xyqy

[这个贴子最后由xyqy在 2004/01/04 09:31am 第 1 次编辑]

二元光学是微光学中的一个重要分支。微光学是研究微米、纳米级尺寸的光学元器件的设计、制作工艺及利用这类元器件实现光波的发射、传输、变换及接收的理论和技术的新学科。微光学发展的两个主要分支是：(1)基于折射原理的梯度折射率光学，(2)基于衍射原理的二元光学。二者在器件性能、工艺制作等方面各具特色。二元光学是微光学领域中最具活力、最有发展潜力的前沿学科分支。

还有一本书《微光学元件、系统和应用》，
〔瑞士〕H.P.赫尔齐克 主编
周海宪 王永年 程云芳 周华君 译
辛企明 校

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二元光学的应用（1）
第一代，人们采用二元光学技术来改进传统的折射光学元件，以提高它们的常规性能，并实现普通光学元件无法实现的特殊功能。
这类元件主要用于相差校正和消色差。通常是在球面折射透镜的一个面上刻蚀衍射图案，实现折/衍复合消像差和较宽波段上的消色差。如美国柏金－爱尔马(Perkin－Elmer)公司成功地用于施密特(Schmidt)望远镜上消除球差；美国豪奈威尔(Honey-well)公司在远红外系统中，实现了复消色差，它们还采用二元光学技术制作出小型光盘读写头。
此外，二元光学元件能产生任意波面以实现许多特殊功能，而具有重要的应用价值。如材料加工和表面热处理中的光束整形元件、医疗仪器中的He-Ne激光聚焦校正器、光学并行处理系统中的光互连元件(等光强分束Dammann光栅)以及辐射聚焦器等。
二元光学元件的第一代应用技术已趋于成熟，国际上有50多家公司正利用混合型特殊功能元件设计新型光学系统。

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二元光学的应用（2）
第二代，主要应用于微光学元件和微光学阵列。
80年代末，二元光学进入微光学领域，向微型化、阵列化发展，元件大小从十几个μm至1mm。用二元光学方法制作的高密度微透镜阵列的衍射效率很高，且可实现衍射受限成像。另外，当刻蚀深度超过几个波长时，微透镜阵列表现出普通的折射元件特性，并具有独特的优点：阵列结构比较灵活，可以是矩阵、圆形或密排六方形排列；能产生各种轮廓形状的透镜表面，如抛物面、椭圆面及合成表面等；阵列透镜的“死区”可降到零(即填充因子达到100％)。这类高质量的衍射或折射微透镜阵列，在光通信、光学信息处理、光存储和激光束扫描等许多领域中有重要的应用。比如二元微光学元件在多通道微型传感系统中可作为望远混合光学系统、光束灵巧控制、多通道处理、探测器阵列和自适应光互连。

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二元光学的应用（3）
第三代，即目前正在发展的一代，二元光学瞄准了多层或三维集成微光学，在成像和复杂的光互连中进行光束变换和控制。
多层微光学能够将光的变换、探测和处理集成在一体，构成一种多功能的集成化光电处理器，这一进展将使一种能按不同光强进行适应性调整、探测出目标的运动并自动确定目标在背景中的位置的图像传感器成为可能。Veldkamp将这种新的二元光学技术与量子阱激光阵列或SEED器件、CMOS模拟电子技术结合在一起，提出了“无长突神经细胞电子装置(Amacronic)”的设想，它把焦平面结构和局域处理单元耦合在一起，以模仿视网膜上无长突神经细胞的近距离探测，系统具有边缘增强、动态范围压缩和神经网络等功能。
这一代微光学技术的典型应用是多层光电网络处理器。这是一种焦平面预处理技术，它以二元光学元件提供灵活反馈和非线性预处理能力。探测器硅基片上的微透镜阵列将入射信号光聚焦到阵列探测器的激活区，该基片的集成电路则利用会聚光激发砷化镓铟二极管发光，其发射光波第二层平面石英基底两面的衍射元件引导到第三层面硅基底的阵列探测器上，经集成电路处理后激发二极管发光……依次类推，得到处理后的信号。这种多层焦平面预处理器的每一层之间则利用微光学阵列实现互连耦合，它为传感器的微型化、集成化和智能化开辟了新的途径。