本实用新型专利技术公开了一种位相编码的宽带光子筛，直径为D，包括透明平面基底和镀在该透明平面基底上的不透光金属薄膜，所述不透光金属薄膜上设有环带状分布的通光小孔，所述通光小孔的位置分布满足方程 ,式中，f为宽带光子筛的焦距，n为通光环带的环带序号，λ为光子筛的工作波长，R为宽带光子筛的半径，α为三次编码系数，k为波数，xm和ym是第n个通光环带上第m个小孔的中心位置，m=1，2，3，…，num，其中，，小孔半径。本实用新型专利技术创造性的在传统光子筛聚焦公式中引入了位相编码相，设计了一种同时具有位相编码板编码功能和传统光子筛聚焦功能的宽度光子筛，很大程度上减小了光子筛对波长的敏感性，且在不影响光子筛分辨率的情况下，拓宽了光子筛的带宽，同时提高了能量效率。
【技术实现步骤摘要】
本技术设及一种光学元件，具体设及一种光子筛，尤其是一种位相编码的宽 带光子筛。
技术介绍
现有技术中，光子筛是由Kipp在2001年提出的一种衍射光学元件，和菲涅耳波 带片相似，都是使奇数或偶数菲涅耳波带透光，而使相邻的波带不透光。光子筛将透光的波 带设计成透光的微孔，微孔位于波带上，光波通过各微孔中屯、到达焦点的距离与通过光轴 到达焦点的距离之差为波长的整数倍，可W实现聚焦和成像，用于高分辨率显微镜，光谱成 像，X射线成像，UV光刻等。 作为衍射光学元件，光子筛具有很大的色差。一般而言，对于一个焦距f的光子 筛，只对设计波长λ清晰成像。因此，当入射光波长为λ+Δλ时，将聚焦到f+Af位置， 在原始焦平面位置产生背景噪音。为解决上述问题，Gimenez等在文献"F.Gim6nez,J.A.Monsoriu,W. D.Furlan,andA.Pons,"Fractalphotonsieve,"Opt.Express14(25), 11958 - 11963(2006)"中提出了一种分形光子筛去拓展焦深并且减小色差。但是，该光子筛是W降 低设计波长在对焦位置的分辨率为代价的。Andersen等人在文献"G.Andersen,andD. Tullson,"Broadbandantiholephotonsievetelescope, "Appl.Opt. 46(18),3706 -3708 (2007)"中提出了一种由光子筛作为主镜的望远系统。在系统中，另一个衍射光 学元件被设计去补偿光子筛的色差特性，达到了一定的宽光谱成像效果。但其有两个 大于光子筛主镜的反射镜用于准直光路并聚焦，运种方式结构相对复杂。周等人在文 献"C.X.Zhou,X.C.Dong,L.F.Sii,C.T.Wang,andC.L.Du,"Experimentals1:udyofa multiwavelengthphotonsievedesignedbyrandom-area-dividedapproach, "Appl. 化t. 48 (8)，1619 - 1623 (2009)"中设计并加工了一块Ξ波长光子筛。该光子筛的设计对 于Ξ个不同的波长分别设计Ξ套不重叠的孔，用于对Ξ个波长成像。但是，其具有较低的衍 射效率并且只对设计的Ξ个波长成像。申请公布号CN104865627A的中国专利公开了一种 基于波前编码技术的宽带光子筛，该宽带光子筛具有一位相编码板，位相编码板的一个表 面为位相编码面，另一个表面为平面，平面后紧贴有光子筛。在该光子筛之前设置位相编码 板，结构略微复杂。因此，为了上述现有技术中的缺点，开发一种宽带光子筛，使其不仅具有传统光子 筛的聚焦功能，同时还具备了位相编码板的编码功能，而且结构简单，显然具有积极的现实 意义。
技术实现思路
本技术的专利技术目的是提供一种位相编码的宽带光子筛，在不影响光子筛分辨 率的前提下，拓宽光子筛的带宽。 为达到上述专利技术目的，本技术采用的技术方案是：一种位相编码的宽带 光子筛，直径为D，包括透明平面基底和锻在该透明平面基底上的不透光金属薄膜，所 述不透光金属薄膜上设有环带状分布的通光小孔，所述通光小孔的位置分布满足方程式中，f为宽带光子筛的焦 距，η为通光环带的环带序号，λ为光子筛的工作波长，R为宽带光子筛的半径，α为Ξ次 编码系数，k为波数，Xm和ym是第η个通光环带上第m个小孔的中屯、位置，m=l，2,3，…， num，其中 上述技术方案中，所述Ξ次编码系数α >20。 进一步的技术方案中，所述Ξ次编码系数α=20 31。 上述技术方案中，所述透明平面基底为玻璃，其厚度为2mm。 上述技术方案中，所述不透光金属薄膜为不透光铭膜，其厚度为lOOnm。 由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点： 1.本技术创造性的在传统光子筛聚焦公式中引入了位相编码化设计了一种 同时具有位相编码板编码功能和传统光子筛聚焦功能的宽度光子筛，很大程度上减小了光 子筛对波长的敏感性，且在不影响光子筛分辨率的情况下，拓宽了光子筛的带宽，同时提高 了能量效率； 2.本技术结构简单、轻便，易于加工。【附图说明】 图1是实施例一中宽带光子筛的结构示意图； 图2是图1宽带光子筛的小孔分布示意图； 图3是传统光子筛的小孔分布示意图； 图4是测试传统光子筛的成像性能的装置示意图； 图5是传统光子筛在设计波长632. 8nm的实验测试结果； 图6是测试宽带光子筛的成像性能的装置示意图； 图7是图6中带通滤光片的透过率曲线 图8是传统光子筛在宽带光源下的成像结果； 图9是宽带光子筛在宽带光源下的成像结果； 图10是实施例一传统光子筛和宽带光子筛在（α=20Π)的PSF对比图； 图11为传统光子筛和宽带光子筛在不同波长下的MTF曲线图； 图12为传统光子筛在不同波长λ=625. 8~639. 8nm下的成像结果图； 图13为宽带光子筛在不同波长λ=625. 8~639. 8皿的中间模糊图像； 图14为宽带光子筛在不同波长λ=625. 8~639. 8皿的最终复原图像。[002引其中：1、透明平面基底；2、不透光金属薄膜；3、波长为632. 8皿的激光器；4、扩束 镜；5、滤波器；6、散射转盘；7、平行光管；8、传统光子筛；9、CCD;10、显不器；11、宽带光源； 12、带通滤光片；13、宽带光子筛。【具体实施方式】 下面结合附图及实施例对本技术作进一步描述：[003。 实施例一：参见图1所示，一种位相编码的宽带光子筛，直径为D， 包括透明平面基底和锻在该透明平面基底上的不透光金属薄膜，不透光 金属薄膜上设有环带状分布的通光小孔，通光小孔的位置分布满足方程，式中，f为宽带光子筛的焦 距，η为通光环带的环带序号，λ为光子筛的工作波长，R为宽带光子筛的半径，α为Ξ次 编码系数，k为波数，Xm和ym是第η个通光环带上第m个小孔的中屯、位置，m=l，2, 3 ...num， 其中 本实施例中，Ξ次编码系数α为20 31。 本实施例中，透明平面基底为玻璃，其厚度为2mm。 本实施例中，不透光金属薄膜为不透光铭膜，其厚度为lOOnm。 在上述公开内容的基础上，设计具体的光子筛，如图2所示是本实施例宽带光子 筛的小孔分布示意图。 如图3所示，是传统光子筛的小孔分布示意图，当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种位相编码的宽带光子筛，直径为D，包括透明平面基底和镀在该透明平面基底上的不透光金属薄膜，其特征在于：所述不透光金属薄膜上设有环带状分布的通光小孔，所述通光小孔的位置分布满足方程，式中，f为宽带光子筛的焦距，n为通光环带的环带序号，λ为光子筛的工作波长，R为宽带光子筛的半径，α为三次编码系数，k为波数，xm和ym是第n个通光环带上第m个小孔的中心位置，m=1，2，3，…，num，其中，，小孔半径。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王钦华，赵效楠，许峰，胡敬佩，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。