Расчет, моделирование и изготовление элементов плоской оптики на основе дифракционно-рефракционного микрорельефа

В настоящее время дифракционные оптические элементы (ДОЭ) широко используются в многих областях науки и техники. Применение ДОЭ один из самых технологичных способов управления когерентным излучением. Методы расчета ДОЭ широко используются также например, при работе с пространственными модуляторами света. Однако трудно использовать ДОЭ для работы с некогерентным или частично когерентным светом. Трудности эти связаны с зависимостью работы ДОЭ от длины волны. В настоящей работе предлагается использовать ДОЭ имеющие как дифракционные так и рефракционные свойства, что позволит их использовать в задачах, в которых ранее использование ДОЭ считалось невозможным. Например в качестве таких задач предлагается рассматривать задачи формирования изображения системами из гармонических линз, совместное использование гармонических линз и дифракционных структур для формирования мультиспектральных и гиперспектральных изображений. Формирование модовых пучков для атмосферной связи на основе частично когерентных источников оптического излучения. В работе предлагается всесторонне исследовать формирование и использование дифракционно-рефракционных оптических элементов. Отличительной чертой таких элементов, является возможность высокоэффективной работы в широком спектральном диапазоне. Поскольку с ростом высоты микрорельефа линейно возрастает число длин волн, на которых элемент работает расчетным образом, при этом, на промежуточных длинах волн работа элемента также также все менее отличается от расчетной. В то же время нанесение на высокий микрорельеф модуляционной составляющей высотой в одну длину волны позволяет использовать и чисто дифракционные эффекты. Например при нанесении на рельеф гармонической линзы рельефа дифракционной решетки дает дифракционно-рефракционный элемент с двойной функциональностью, который сочетает функции построения изображения и спектрального разложения проходящего через него света. При этом планируется рассмотреть три прикладные задачи использования таких элементов: для изображающих систем, для гиперспектрометров, для формирования модовых пучков.1. Технология прямой лазерной записи дифракционно-рефракционных микроструктур с большой высотой микрорельефа (10-100 мкм). 2. Методы моделирования, учитывающие как дифракционные так и рефракционные эффекты при прохождении световой волны через высокий микрорельеф. 3. Изображающие системы на основе гармонических линз. 4. Компактные системы получения мультиспектральных и гиперспектральных изображений на основе использования дифракционно-рефракционных оптических элементов. 5. Дифракционно-рефракционные элементы для формирования помехоустойчивых модовых световых пучков на основе использования частично-когерентных источников оптического излучения. 6. Результаты экспериментальных исследований свойств дифракционно-рефракционных элементов при работе с некогерентным и частично-когерентным оптическим излучением.