121
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Естественные науки». 2012
Для получения ГОЭ требуется шаблон, в качестве которого вы-
ступает дифракционный оптический элемент (ДОЭ). Он представляет
собой плоскую стеклянную подложку, на одной из сторон которой
сформирована дифракционная структура, вносящая фазовую задерж-
ку за счет модуляции коэффициента пропускания (амплитудный
ДОЭ) или высоты микрорельефа (фазовый ДОЭ). Последний харак-
теризуется определенной фазовой функцией пропускания
φ
(
→
u
), где
→
u
– координаты в плоскости элемента. Основное отличие всех ДОЭ от
преломляющих (рефракционных) элементов – это разделение падаю-
щей волны на множество дифрагированных волн, называемых поряд-
ками дифракции. Обычно полезным является лишь один из порядков
дифракции – рабочий порядок.
Один из наиболее интересных и перспективных классов ДОЭ об-
разуют специальные, так называемые фокусаторы. Они преобразуют
излучение в тонкие линии заданной конфигурации или малые об-
ласти пространства. Конечно, необходимо получить высокую диф-
ракционную эффективность при формировании требуемого распре-
деления интенсивности в фокальной плоскости. Наличие множества
решений, обусловленное некорректностью обратной задачи фокуси-
ровки, и приближений в ходе ее решения приводят к необходимости
исследования характеристик фокусирующих ДОЭ. Среди них можно
выделить три типа параметров. К первому – относят физические па-
раметры, положенные в основу расчета фазовой функции: фокусное
расстояние
f '
, рабочая длина волны
λ
, размеры ДОЭ (радиус
R
и тол-
щина
h
) и параметры области фокусировки. Ко второму – параметры
дискретизации и квантования фазовой функции (чаще всего с учетом
технологических особенностей), размер и форма элементов дискрети-
зации. К третьему типу параметров относят дифракционные характе-
ристики: дифракционная эффективность, ширина фокальной линии,
среднеквадратичное отклонение полученного распределения интен-
сивности от требуемого в фокальной плоскости и т. п. [1].
ДОЭ, синтезируемые методами компьютерной оптики, открывают
возможность формирования сложных контурных конфигураций в фо-
кальной плоскости. Решение прикладных задач генерации фотоша-
блонов и создания реперных знаков делает актуальной задачу фоку-
сировки лазерного излучения в сложное изображение, составленное,
в том числе, парциальными отрезками прямых и дугами окружностей.
В частности, фокусировка в контур, который представляет собой бук-
венно-цифровую информацию, может осуществляться «составными
фокусаторами» в набор отрезков и полуокружностей (рис. 1).
В данной работе при расчете фазовой функции ДОЭ используется
геометрооптическое или лучевое приближение, т. е. рассматривается
1 3,4,5,6,7