【技术实现步骤摘要】
一种多焦点光学元件及其设计方法
本专利技术涉及光学元件
，特别是涉及一种多焦点光学元件设计方法。本专利技术还涉及一种多焦点光学元件。
技术介绍
随着探测器技术和计算光学的发展，如何通过小型乃至微型的光学系统获取信息、识别物体已经成为一个热点研究话题，比如可以将微型成像光学系统集成在银行卡上来保障资金安全，或者将微型成像光学系统集成在可穿戴设备上来获取更多的环境信息。对于传统的单口径光学系统而言，由于受限于光学衍射极限，其很难在空间上进一步压缩。仿生复眼结构由于其具有视场大、结构紧凑、对运动物体具有极高的敏感度等特殊属性，为微型光学系统提供了另一种实现方式。近些年来，为了使仿生复眼结构能够获得更大的视场和更高的图像质量，从仿生复眼光学系统的结构形式到后期的图像重构算法都受到了广泛研究，其中，如何进一步扩大仿生复眼光学系统的观测范围也成为大家重点研究的方向。比如液体透镜被应用在复眼结构中，其工作原理是通过改变加在透镜两端的电压来改变液体透镜的曲率，从而改变其焦距。这种方式固然能够扩大复眼光学系统的观测范围，但是其缺...
【技术保护点】
1.一种多焦点光学元件设计方法，其特征在于，所述多焦点光学元件包括位于中间的第一组台阶以及若干组环绕所述第一组台阶的呈环状的台阶，所述设计方法包括：/n确定所述多焦点光学元件包含的焦点数量、中心焦点的焦距以及各个非中心焦点与中心焦点的间距；/n根据预设公式、焦点数量、中心焦点的焦距以及各个非中心焦点与中心焦点的间距确定出第一相位函数Φ
【技术特征摘要】
1.一种多焦点光学元件设计方法，其特征在于，所述多焦点光学元件包括位于中间的第一组台阶以及若干组环绕所述第一组台阶的呈环状的台阶，所述设计方法包括：
确定所述多焦点光学元件包含的焦点数量、中心焦点的焦距以及各个非中心焦点与中心焦点的间距；
根据预设公式、焦点数量、中心焦点的焦距以及各个非中心焦点与中心焦点的间距确定出第一相位函数Φ1(ξ)、第二相位函数Φ2(ξ)以及f1、f2，其中第一相位函数Φ1(ξ)用于描述所述多焦点光学元件的分光作用，第二相位函数Φ2(ξ)用于描述所述多焦点光学元件的聚焦光束作用，所述预设公式为入射光通过所述多焦点光学元件后透射光的复振幅的表达式，如下：
其中，ρ表示所述多焦点光学元件的径向坐标，ρ∈[0，R]，R表示所述多焦点光学元件的半径，I0(ρ)表示入射光振幅的空间分布，f1和f2为根据中心焦点的焦距以及各个非中心焦点的焦距计算获得，k表示波矢，λ表示入射光波长；
根据以下公式获得所述多焦点光学元件各个台阶的高度，以设计获得所述多焦点光学元件：
kdΔn＝W(ρ)；
其中，Δn表示所述多焦点光学元件的折射率与空气折射率的差异量，d表示所述多焦点光学元件上径向坐标为ρ处的台阶高度。
2.根据权利要求1所述的多焦点光学元件设计方法，其特征在于，根据预设公式和焦点数量确定出第一相位函数Φ1(ξ)的方法包括：获得相位函数exp[iΦ1(ξ)]的傅里叶级数表达式，获得的相位函数exp[iΦ1(ξ)]的傅里叶级数表达式包含的傅里叶级数与焦点数量相同，根据得到的相位函数exp[iΦ1(ξ)]的傅里叶级数表达式确定出第一相位函数Φ1(ξ...
【专利技术属性】
技术研发人员：薛栋林，张海东，王孝坤，张学军，尹小林，王若秋，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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