IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Применение линз с дифракционной решеткойв оптических системах для компенсации аберраций очень перспективно ввиду того, что они устраняют хроматические аберрации лучше, чем флюоритовые линзы и прочие преломляющие элементы. Это происходит потому, что в отличие от обычной преломляющей линзы линза с дифракционной решеткой преломляет лучи с большей длиной волны сильнее, чем лучи с короткими длинами волн, в отличие от рефракционных элементов. Поэтому если их объединить, они могут взаимно нейтрализовать и эффективно корректировать хроматические аберрации. Меняя период дифракционной решетки, можно достичь эффекта, идентичного действию асферической линзы, позволяя решать различные проблемы, в том числе уменьшать сферические аберрации. Использование линз с дифракционной решеткой в качестве асферической линзы, а также компенсатора хроматических аберраций позволяет отказаться от составных апланатических линз.

Ряд особенностей дифракционной линзы, в полной мере присущих только плоским линзам — хорошая сходимость аберрационного разложения, возможность эффективного управления сферической аберрацией, совпадение коэффициентов различных аберраций — позволяют предполагать, что наибольшие успехи при использовании дифракционной линзы могут быть достигнуты в области создания высокоразрешающих объективов [1].

В работе проведено компьютерное моделирование линзы с дифракционной решеткой и проанализировано влияния параметра решетки на хроматические аберрации линзы. Кроме этого на основании компьютерного моделирования хроматические аберрации в линзе с дифракционной решеткой и в обычной сферической линзе показан масштаб влияния дифракционной решетки на хроматические аберрации.

На рис. 1 приведены объемные модели хода лучей в линзе с дифракционной решеткой (рис.1.а) и обычной сферической линзе (рис.1 б).

Рис. 1. Ход лучей в линзе с дифракционной решеткой (а) и в сферической линзе (б).	Рис.2. Хроматические аберрации для сферической линзы (а), линзы, на поверхности которой создана дифракционная решетка с параметром 0,3 линий/µм (б) и линзы с дифракционной решеткой с параметром 0,15 линий/µм (в).

Апертурные диафрагмы в обоих случаях одинаковы и при выбранном значении сферическая линза далека от апланатической оптической системы.

Хроматические аберрации исследовались в диапазоне от 0,4861 до 0,656 µм, линзы выполнены из стекла ВК7.

На рис.2 представлены хроматические аберрации для сферической линзы (а), линзы, на поверхности которой создана дифракционная решеткас параметром 0,3 линий/µм (б) и линзы с дифракционной решеткой с параметром 0,15 линий/µм (в).

Как видно из рис. 2 хроматические аберрации обычной линзы в 46 раз больше, чем у линзы с нанесенным дифракционным покрытием с параметром 0,3 линий/µм. Как показали модели, данный параметр является оптимальным для данной линзы. Уменьшение также как и увеличение параметра решетки рис.2 в приводит к увеличению хроматических аберраций.

Литература

1. Бобров С.Т., Грейсух Г.И., Туркевич Ю.Г. Оптика дифракционных элементов и систем.- 1986.- 223 с.

Код для цитирования: Скопировать