一种双层衍射元件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双层衍射元件，包括第一衍射层和第二衍射层，所述第一衍射层和所述第二衍射层基于同一光轴依序排列并相互配合，所述第一衍射层和所述第二衍射层具有不同光学折射率。本实用新型专利技术的双层衍射元件通过在第一衍射层或第二衍射层的基础上，通过3D打印或者涂抹光刻胶等方式直接在其上生成对应的第二衍射层/第一衍射层，其成型和生产速度得到了提高，解决了现有技术不能快速生产的问题。本实用新型专利技术的非有效部具有很强的机械强度，保留了足够的承靠空间，避免了承靠过长造成平面度降低，提高组装稳定性；设计了承靠区的高度比值，防止组装时因承靠段差太大导致断裂。裂。裂。

【技术实现步骤摘要】
一种双层衍射元件


[0001]本技术属于光学镜头领域，尤其涉及一种双层衍射元件。

技术介绍

[0002]衍射光学元件相比传统光学元件可以做得更薄，由于独特的负色散特性，可与传统光学系统组合使用校正系统的色差。
[0003]由于单层衍射光学元件偏离设计波长时衍射效率迅速下降，而双层衍射光学元件可以实现宽光谱范围内的高衍射效率。因此，目前衍射光学技术中，为了减少光线损失、提高衍射图案的复杂度等目的，往往会将两层或者多层衍射光学元件组合在一起使用。但是在将两层衍射光学元件组合在一起使用时，往往将两个独立的衍射光学元件具有衍射光栅的一面相对，然后用光学胶直接粘接在一起，而且衍射光学元件的粘接处为平面，容易出现光学胶溢流到衍射光栅上，而且两个衍射光学元件在粘接时易出现错位，这样不仅降低了双层衍射光学元件的精确性，而且生产工艺落后、生产速度低不利于大规模生产。
[0004]因此，为了使双层衍射光学元件更适合大规模生产，本申请提出了一种双层衍射元件，该双层衍射元件适合使用注塑、3D打印工艺加工的双层结构，在保证宽光谱衍射效率的同时可以使用注塑、3D打印进行生产。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中双层衍射光学元件不适合大规模生产的技术问题，本技术旨在提供一种双层衍射元件，本技术适合使用注塑、3D打印工艺加工的双层结构，在保证宽光谱衍射效率的同时可以使用注塑、3D打印进行生产。
[0006]本技术提供一种双层衍射元件，包括第一衍射层和第二衍射层，第一衍射层和第二衍射层基于同一光轴依序排列并相互配合，第一衍射层和第二衍射层具有不同光学折射率。
[0007]根据本申请的一个实施方式，第一衍射层包括第一有效部和第一非有效部，第一非有效部位于第一有效部的外侧；第二衍射层包括：第二有效部和第二非有效部，第二非有效部位于第二有效部的外侧；其中，第一有效部和第二有效部相互配合，第一非有效部和第二非有效部配合。
[0008]根据本申请的一个实施方式，第一有效部远离第二有效部的一侧表面为非球面，第一有效部面向第二有效部的另一侧表面具有第一衍射光栅结构。
[0009]根据本申请的一个实施方式，第二有效部远离第一有效部的一侧表面为非球面或平面，第二有效部面向第一有效部的另一侧表面具有第二衍射光栅结构。
[0010]根据本申请的一个实施方式，第一衍射光栅结构和第二衍射光栅结构包含至少一个光轴对称的齿结构面，齿结构面成同心圆排列。
[0011]根据本申请的一个实施方式，第一非有效部包括：
[0012]第一承靠面，其远离第二非有效部；
[0013]第一配合面，其面向第二非有效部；和
[0014]第一端面，其连接第一承靠面和第一配合面。
[0015]根据本申请的一个实施方式，第一承靠面垂直于光轴方向的高度a1满足的条件式：0.1mm ≤a1≤0.8mm。
[0016]根据本申请的一个实施方式，第一配合面垂直于光轴方向的高度b1满足的条件式：0.1mm ≤b1≤0.8mm。
[0017]根据本申请的一个实施方式，第一承靠面垂直于光轴方向的高度a1与第一配合面垂直于光轴的高度b1之间满足的条件式：0.5≤a1/b1≤1.5。
[0018]根据本申请的一个实施方式，第一端面平行于光轴方向的厚度c1满足的条件式：0.2mm ≤c1≤2mm。
[0019]根据本申请的一个实施方式，第二非有效部包括：
[0020]第二承靠面，其远离第一非有效部；
[0021]第二配合面，其面向第一非有效部；和
[0022]第二端面，其连接第二承靠面和第二配合面。
[0023]根据本申请的一个实施方式，第二配合面垂直于光轴方向的高度a2满足的条件式：0.1mm ≤a2≤0.8mm。
[0024]根据本申请的一个实施方式，当第二有效部远离第一有效部的一侧表面为非球面时，第二承靠面垂直于光轴方向的高度b1满足的条件式：0.1mm≤b2≤0.8mm。
[0025]根据本申请的一个实施方式，当第二有效部远离第一有效部的一侧表面为非球面时，第二配合面垂直于光轴方向的高度a2与第二配合面垂直于光轴的高度b2之间满足的条件式： 0.5≤a2/b2≤1.5。
[0026]根据本申请的一个实施方式，当第二有效部远离第一有效部的一侧表面为非球面时，第二端面平行于光轴方向的厚度c2满足的条件式：0.2mm≤c2≤2mm。
[0027]根据本申请的一个实施方式，当第二有效部远离第一有效部的一侧表面为平面时，第二端面平行于光轴方向的厚度c2满足的条件式：0.2mm≤c2≤1mm。
[0028]本技术的有益效果：
[0029]本技术的双层衍射元件通过在第一衍射层或第二衍射层的基础上，通过3D打印或者涂抹光刻胶等方式直接在其上生成对应的第二衍射层/第一衍射层，其成型和生产速度得到了提高，解决了现有技术不能快速生产的问题。本技术的非有效部具有很强的机械强度，保留了足够的承靠空间，避免了承靠过长造成平面度降低，提高组装稳定性；设计了承靠区的高度比值，防止组装时因承靠段差太大导致断裂。本技术在降低成型难度的同时保证足够的机械强度。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本技术的实施例的双层衍射元件的剖面示意图；
[0032]图2为本技术的实施例的第一衍射层的剖面示意图；
[0033]图3为本技术的实施例的第一非有效部的尺寸示意图；
[0034]图4为本技术的实施例的第二衍射层的剖面示意图；
[0035]图5为本技术的实施例的第二非有效部的尺寸示意图；
[0036]图6为本技术的实施例的双层衍射元件的剖面示意图；
[0037]图7为本技术的实施例的第一衍射层的剖面示意图；
[0038]图8为本技术的实施例的第一非有效部的尺寸示意图；
[0039]图9为本技术的实施例的第二衍射层的剖面示意图；
[0040]图10为本技术的实施例的第二非有效部的尺寸示意图；
[0041]图11中a为光线进入透镜的色散特性示意图；b为光线进入双层衍射元件的色散特性示意图；
[0042]图12为本技术双层衍射元件的衍射效率与设计波长关系图。
[0043]附图标号说明：
[0044]100第一衍射层；
[0045]110第一有效部；
[0046]111第一衍射光栅结构；
[0047]120第一非有效部；
[0048]121第一承靠面；
[0049]122第一配合面；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双层衍射元件，其特征在于，包括第一衍射层(100)和第二衍射层(200)，所述第一衍射层(100)和所述第二衍射层(200)基于同一光轴依序排列并相互配合，所述第一衍射层(100)和所述第二衍射层(200)具有不同光学折射率。2.根据权利要求1所述的双层衍射元件，其特征在于：所述第一衍射层(100)包括：第一有效部(110)；和第一非有效部(120)，所述第一非有效部(120)位于所述第一有效部(110)的外侧；所述第二衍射层(200)包括：第二有效部(210)；和第二非有效部(220)，所述第二非有效部(220)位于所述第二有效部(210)的外侧；其中，所述第一有效部(110)和所述第二有效部(210)相互配合，所述第一非有效部(120)和所述第二非有效部(220)配合。3.根据权利要求2所述的双层衍射元件，其特征在于：所述第一有效部(110)远离所述第二有效部(210)的一侧表面为非球面，所述第一有效部(110)面向所述第二有效部(210)的另一侧表面具有第一衍射光栅结构(111)。4.根据权利要求2所述的双层衍射元件，其特征在于：所述第二有效部(210)远离所述第一有效部(110)的一侧表面为非球面或平面，所述第二有效部(210)面向所述第一有效部(110)的另一侧表面具有第二衍射光栅结构(211)。5.根据权利要求4所述的双层衍射元件，其特征在于：第一衍射光栅结构(111)和所述第二衍射光栅结构(211)包含至少一个光轴对称的齿结构面，所述齿结构面成同心圆排列。6.根据权利要求2所述的双层衍射元件，其特征在于，所述第一非有效部(120)包括：第一承靠面(121)，其远离所述第二非有效部(220)；第一配合面(122)，其面向所述第二非有效部(220)；和第一端面(123)，其连接所述第一承靠面(121)和所述第一配合面(122)。7.根据权利要求6所述的双层衍射元件，其特征在于：所述第一承靠面(121)垂直于光轴方向的高度a1满足的条件式：0.1mm≤a1≤0.8mm。8.根据权利要求6所述的双层衍射元件，其特征在于：所述第一配合面...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成卓，国成立，谢桂华，戴付建，赵烈烽，
申请(专利权)人：浙江舜宇光学有限公司，
类型：新型
国别省市：