衍射微光学设计

第1章 绪论

1.1 二元光学及其内涵

1.2 衍射微光学器件设计理论的研究进展

1.2.1 基于标量衍射理论的设计方法

1.2.2 基于矢量衍射理论的设计方法

1.2.3 衍射微光学器件设计理论的发展趋势

1.3 衍射微光学器件制作方法的研究进展

1.3.1 传统套刻法

1.3.2 激光直写法

1.3.3 灰度掩模法

第2章 衍射微光学基本理论

2.1 基尔霍夫标量衍射理论

2.1.1 基尔霍夫衍射公式

2.1.2 基尔霍夫衍射积分模型

2.1.3 菲涅耳衍射积分模型

2.1.4 夫琅和费衍射积分模型

2.1.5 圆对称形式菲涅耳衍射积分模型

2.1.6 圆对称形式夫琅和费衍射积分模型

2.2 平面波角谱衍射理论

2.2.1 角谱及其物理解释

2.2.2 角谱的传播

2.2.3 衍射孔径对角谱的效应

2.3 衍射微光学器件的衍射效率

2.4 衍射微光学器件设计的评价函数

第3章 基于标量衍射理论的精细化设计

3.1 精细化设计时输入平面的抽样原则

3.1.1 输入平面光场振幅的频谱

3.1.2 衍射光学器件复振幅透过率的频谱

3.1.3 输入平面的近似抽样

3.2 精细化设计时输出平面的抽样原则

3.2.1 基于正向衍射变换的优化算法

3.2.2 基于正、逆向衍射变换的优化算法

3.3 精细化设计时变换函数的抽样原则

3.3.1 基尔霍夫衍射变换函数的抽样原则

3.3.2 菲涅耳衍射变换函数的抽样原则

3.3.3 夫琅和费衍射变换函数的抽样原则

3.3.4 引入折射聚焦元件后变换函数的抽样原则

3.3.5 变换函数的近似抽样

3.4 空间延拓分量的理论分析

3.4.1 传播过程的线性空间滤波特性

3.4.2 空间延拓分量的形成机理

3.4.3 空间延拓分量的无影响条件

3.5 精细化设计时抽样原则的仿真验证

3.5.1 设计实例的对象模型

3.5.2 性能评价参数的定义

3.5.3 空间延拓分量交叠现象的仿真验证

3.5.4 非抽样点上失真现象的仿真验证

3.6 精细化设计时的综合考虑

第4章 GS算法设计衍射光学元件

4.1 基本GS算法

4.1.1 基本原理

4.1.2 衍射和逆衍射积分公式

4.1.3 分析讨论

……

第5章 杨一顾算法设计衍射光学元件

第6章 模拟退火算法设计衍射光学元件

第7章 遗传算法设计衍射光学元件

第8章 衍射光学透镜及折衍混合成像系统

第9章 亚波长结构及等效介质理论

第10章 严格耦合波理论

第11章 FDTD分析衍射光学器件特性

第12章 亚波长结构器件设计及其特性分析

附录

参考文献

《衍射微光学设计》是由国防工业出版社出版的。《衍射微光学设计》是作者结合自己近年来从事衍射微光学的科研实践，收集、阅读和消化数百篇中外文献资料，综合国际学术新观点和研究进展，认真总结并撰写而成。该书系统、全面地论述了衍射微光学的理论基础和设计方法，反映了近年来衍射微光学设计方面的最新进展和研究成果。《衍射微光学设计》共分为12章。第1章介绍衍射微光学的基本概念、衍射微光学器件设计理论和制作方法的研究进展。第2章叙述标量衍射理论，重点在基尔霍夫标量衍射理论。第3章对基于基尔霍夫衍射原理的精细化设计理论进行深入浅出的分析，系统地建立精细化设计时输入、输出平面的抽样原则。第4章至第7章分别论述衍射微光学器件的多种设计方法——盖师贝格-撒克斯通算法、模拟退火算法、遗传算法和杨一顾算法。第8章分析衍射透镜、谐衍射透镜的设计方法及其色散特性，给出大数值孔径衍射和谐衍射透镜更为准确的设计公式，同时介绍折衍混合成像系统的设计方法。第9章、第10章分别详细地讨论矢量衍射理论一一等效介质理论和严格耦合波分析理论。第11章介绍FD7D分析衍射光学器件特性的相关方法。第12章介绍利用矢量衍射理论设计抗反射元件、偏振分束器、相位延迟器、衍射微透镜和高效率等光强分束器等多种亚波长结构器件。