| 第一章 引言 | 第1-34页 |
| 1．1 衍射光学发展概况 | 第15-18页 |
| 1．2 衍射光学元件的加工技术 | 第18-29页 |
| 1．2．1 机械方法 | 第18-19页 |
| 1．2．2 干涉技术 | 第19-20页 |
| 1．2．3 二元光学方法 | 第20-21页 |
| 1．2．4 直写技术 | 第21-23页 |
| 1．2．5 灰度掩模法 | 第23-26页 |
| 1．2．5．1 直写灰度掩模 | 第24-25页 |
| 1．2．5．2 模拟灰度掩模 | 第25页 |
| 1．2．5．3 其他灰度掩模 | 第25-26页 |
| 1．2．6 衍射光学元件加工方法的发展前景 | 第26-29页 |
| 1．3 衍射光学研究的主要进展 | 第29-30页 |
| 1．4 衍射光学的发展趋势 | 第30-32页 |
| 1．5 论文的主要工作 | 第32-34页 |
| 第二章 衍射光学元件的衍射效率 | 第34-52页 |
| 2．1 理想情况下，菲涅耳透镜的衍射效率 | 第34-37页 |
| 2．2 存在制作误差情况下，衍射光学元件的衍射效率 | 第37-51页 |
| 2．2．1 刻蚀深度误差对衍射效率的影响 | 第37-40页 |
| 2．2．1．1 基本原理 | 第37-38页 |
| 2．2．1．2 数值模拟计算 | 第38-40页 |
| 2．2．2 对准误差对衍射效率的影响 | 第40-46页 |
| 2．2．3 线宽误差对衍射效率的影响 | 第46-51页 |
| 小结 | 第51-52页 |
| 第三章 衍射光学元件的制作误差对光学传递函数的影响 | 第52-67页 |
| 3．1 光学传递函数的计算方法 | 第52-57页 |
| 3．1．1 两次傅里叶变换法 | 第53-56页 |
| 3．1．2 光瞳函数自相关法 | 第56-57页 |
| 3．2 衍射光学系统的光学传递函数 | 第57-66页 |
| 3．2．1 4阶菲涅耳透镜的对准误差 | 第58-59页 |
| 3．2．2 衍射光学系统的光瞳函数 | 第59-61页 |
| 3．2．3 4阶菲涅耳透镜的光学传递函数计算 | 第61-66页 |
| 小结 | 第66-67页 |
| 第四章 衍射光学元件的制作及测试 | 第67-89页 |
| 4．1 薄膜沉积法制作菲涅耳透镜 | 第67-72页 |
| 4．1．1 菲涅耳透镜的衍射效率 | 第67-68页 |
| 4．1．2 16阶菲涅耳透镜的制作 | 第68-71页 |
| 4．1．2．1 主要制作过程 | 第68-70页 |
| 4．1．2．2 关键技术 | 第70-71页 |
| 4．1．3 实验结果及分析 | 第71-72页 |
| 4．2 离子束刻蚀法制作16阶菲涅耳透镜 | 第72-78页 |
| 4．2．1 16阶菲涅耳透镜的衍射效率 | 第72-76页 |
| 4．2．2 16阶菲涅耳透镜的制作 | 第76页 |
| 4．2．3 菲涅耳透镜的制作误差分析 | 第76-78页 |
| 4．3 菲涅耳透镜衍射效率的测试 | 第78-85页 |
| 4．3．1 测试原理及方法 | 第78-81页 |
| 4．3．2 衍射效率的测试 | 第81-85页 |
| 4．3．2．1 实验原理及装置 | 第81-82页 |
| 4．3．2．2 测试数据 | 第82-85页 |
| 4．4 实验结果分析 | 第85-88页 |
| 4．4．1 非单色光入射时菲涅耳透镜的衍射效率 | 第85-87页 |
| 4．4．2 理论计算结果与实验结果对比 | 第87-88页 |
| 小结 | 第88-89页 |
| 第五章 衍射光学元件在光学系统中的应用 | 第89-98页 |
| 5．1 折衍混合光学系统的设计 | 第89-92页 |
| 5．2 折衍混合光学系统的研制及性能测试 | 第92-98页 |
| 5．2．1 CCD相机的研制 | 第92页 |
| 5．2．2 折衍混合光学系统成像质量的评价及性能测试 | 第92-97页 |
| 5．2．2．1 系统的星点测试 | 第93-94页 |
| 5．2．2．2 系统的分辨率测试 | 第94-95页 |
| 5．2．2．3 光学传递函数的测量 | 第95-96页 |
| 5．2．2．4 折衍混合光学系统的成像 | 第96-97页 |
| 小结 | 第97-98页 |
| 第六章 总结 | 第98-100页 |
| 6．1 论文的研究成果 | 第98-99页 |
| 6．2 具有创新意义的工作 | 第99-100页 |
| 参考文献 | 第100-107页 |
| 作者简介 | 第107-108页 |
| 发表和待发表学术论文 | 第108-109页 |
| 致谢 | 第109-23页 |
| 图表索引 | 第23-109页 |
| 图1．1 衍射光学元件的加工方法 | 第23-28页 |
| 表1．1 不同加工方法制作的衍射光学元件特性 | 第28-35页 |
| 图2．1 菲涅耳波带图形 | 第35页 |
| 图2．2 振幅透过率 | 第35-36页 |
| 图2．3 具有多台阶相位的菲涅耳透镜外形 | 第36-38页 |
| 图2．4 带有刻蚀深度误差的4阶菲涅耳透镜位相分布 | 第38-39页 |
| 图2．5 4阶菲涅耳透镜衍射效率与相对刻蚀深度误差的关系 | 第39页 |
| 图2．6 8阶菲涅耳透镜衍射效率与相对刻蚀深度误差的关系 | 第39-40页 |
| 图2．7 16阶菲涅耳透镜衍射效率与相对刻蚀深度误差的关系 | 第40页 |
| 图2．8 对准误差的分布 | 第40-41页 |
| 图2．9 存在对准误差时，4阶菲涅耳透镜位相分布 | 第41-42页 |
| 图2．10 衍射效率与相对对准误差a_1的关系曲线 | 第42页 |
| 图2．11 衍射效率与相对对准误差a_2的关系曲线 | 第42-43页 |
| 表2．1 部分对准误差及相应的衍射效率 | 第43页 |
| 表2．2 衍射效率随a_1、a_2和a_3的变化 | 第43-44页 |
| 表2．3 衍射效率随对准误差变化的两种特殊情况 | 第44页 |
| 图2．12 a_1＜0时衍射效率随a_1的变化曲线 | 第44页 |
| 表2．13 a_1＞0时衍射效率随a_1的变化曲线 | 第44-45页 |
| 图2．14 a_2＜0时衍射效率随a_2的变化曲线 | 第45-46页 |
| 图2．15 4阶菲涅耳透镜的实际轮廓分布 | 第46页 |
| 图2．16 4阶菲涅耳透镜的位相分布 | 第46-48页 |
| 图2．17 衍射效率与a_1的关系曲线 | 第48页 |
| 图2．18 衍射效率与a_2的关系曲线 | 第48-49页 |
| 图2．19 衍射效率与a_1的关系曲线 | 第49页 |
| 图2．20 衍射效率与a_2的关系曲线 | 第49页 |
| 图2．21 衍射效率与a_3的关系曲线 | 第49-50页 |
| 图2．22 衍射效率与a_1的关系曲线 | 第50页 |
| 图2．23 衍射效率与a_2的关系曲线 | 第50-51页 |
| 图2．24 衍射效率与a_3的关系曲线 | 第51页 |
| 图2．25 衍射效率与a_4的关系曲线 | 第51-53页 |
| 图3．1 波动光学的光学传递函数计算流程图 | 第53-54页 |
| 图3．2 成像系统的普遍模型 | 第54-59页 |
| 图3．3 4阶菲涅耳透镜的径向分布 | 第59页 |
| 图3．4 存在对准误差时，两个掩模的位置 | 第59-62页 |
| 图3．5 对准误差对振幅透过率的影响 | 第62页 |
| 图3．6 极角对振幅透过率的影响（r=1cm） | 第62页 |
| 图3．7 极角对振幅透过率的影响（r=0．5cm） | 第62页 |
| 图3．8 极角对振幅透过率的影响（r=0．25cm） | 第62-63页 |
| 图3．9 菲涅耳透镜的点扩散函数（1=0） | 第63页 |
| 图3．10 菲涅耳透镜的点扩散函数（1=0．5μm） | 第63-64页 |
| 图3．11 菲涅耳透镜的点扩散函数（1=1．0） | 第64页 |
| 图3．12 菲涅耳透镜的点扩散函数（1=1．5μm） | 第64-65页 |
| 图3．13 点扩散函数ξ方向截面图 | 第65页 |
| 图3．14 点扩散函数η方向截面图 | 第65-66页 |
| 图3．15 ξ方向的调制传递函数 | 第66-69页 |
| 图4．1 薄膜沉积法制作菲涅耳透镜示意图 | 第69-70页 |
| 图4．2 蒸镀示意图 | 第70-72页 |
| 图4．3 菲涅耳透镜单个周期的二维轮廓 | 第72页 |
| 图4．4 菲涅耳透镜单个周期的三维轮廓 | 第72-74页 |
| 图4．5 离子束刻蚀法制作菲涅耳透镜示意图 | 第74页 |
| 表4．1 定标实验结果 | 第74-75页 |
| 图4．6 16阶菲涅耳透镜单个周期的二维图形（φ90mm） | 第75页 |
| 图4．7 16阶菲涅耳透镜单个周期的三维图形（φ490mm） | 第75-76页 |
| 图4．8 16阶菲涅耳透镜单个周期的二维图形（φ45mm） | 第76页 |
| 图4．9 16阶菲涅耳透镜单个周期的三维图形（φ45mm） | 第76-77页 |
| 表4．2 菲涅耳透镜第一环带宽度测量结果 | 第77页 |
| 表4．3 不同套刻次数的刻蚀深度 | 第77-82页 |
| 图4．10 衍射效率测试实验装置图1 | 第82页 |
| 图4．11 衍射效率测试实验装置图2 | 第82-83页 |
| 表4．4 衍射效率测试数据 | 第83页 |
| 表4．5 衍射效率测试数据 | 第83-84页 |
| 表4．6 衍射效率测试数据 | 第84页 |
| 表4．7 衍射效率测试数据 | 第84-87页 |
| 图4．12 不同衍射级次衍射效率随入射光波波长的变化 | 第87页 |
| 表4．8 菲涅耳透镜衍射效率测量值与理论值的比较 | 第87-90页 |
| 表5．1 折衍混合CCD相机与传统CCD相机的比较 | 第90页 |
| 图5．1 折衍混合光学系统的示意图 | 第90页 |
| 表5．2 传统光学系统和折衍混合光学系统的MTF比较 | 第90-91页 |
| 图5．2 不同条件下折衍混合光学系统的调制传递函数 | 第91-92页 |
| 图5．3 折衍混合CCD相机 | 第92-93页 |
| 图5．4 星点测试实验装置 | 第93-94页 |
| 图5．5 折衍混合系统的星点像 | 第94页 |
| 图5．6 折衍混合系统的星点像 | 第94-95页 |
| 图5．7 折衍混合光学系统的分辨率 | 第95-96页 |
| 图5．8 滤光片的透过率曲线 | 第96页 |
| 表5．3 调制传递函数的测试值 | 第96-97页 |
| 图5．9 CCD相机对远处景物成像 | 第97-109页 |
