实现长焦深的衍射光学元件设计方法

提出了一种设计长焦深小焦斑衍射光学元件的方法．该方法采用ZEMAX光学设计程序，利用能量守恒原理求解目标函数，并综合考虑焦斑大小保持不变的要求，对目标函数进行了修正，通过修正后的函数来约束输出光束在焦深范围内的轴上位置，从而完成衍射光学元件的相位优化，并求得相应的工艺参数．该元件不但可以使激光束具有长焦深和小焦斑，而且还具有可加工性．焦深范围能达到2mm，焦深范围内光斑半径在5.32~10.48μm变化，与相同参数的传统光学元件相比，焦深增加了8倍，焦斑半径变化很小，而普通光学元件在此范围内最大焦斑半径达到102.9μm．该方法为长焦深元件的设计、加工与制造提供了可行方案．