[发明专利]一种产生旋转对称组合聚焦光场的折射光学元件

权利要求书

1.一种产生旋转对称组合聚焦光场的折射光学元件，具有折射光学元件本体，其特征在于：所述折射光学元件本体的入射面为平面，所述折射光学元件本体的出射面具有多个呈锯齿状的同心分布的圆环；通过调整各个所述圆环的齿形倾角来改变入射光的传输方向，以形成旋转对称组合的聚焦光斑图案；

具体地：一束平行光垂直入射到所述折射光学元件本体的入射面，此平行光均匀分布且辐照度为E，所述折射光学元件本体产生点光斑与圆环光斑的组合光斑图案，所述点光斑与所述圆环光斑关于光轴中心对称；已知f为所述折射光学元件本体到接收面的距离；D为所述折射光学元件本体的孔径；R₁为所述折射光学元件本体上形成所述点光斑所对应的区域半径；d为所述圆环光斑的半径；若所述点光斑与所述圆环光斑沿所述折射光学元件本体的中心轴的截面能量分布相等，根据能量均分原理可得：

所述折射光学元件本体的各所述圆环的齿形倾角与各所述圆环的齿高通过方程(3)和(4)求得：

n₁，n₂分别为所述折射光学元件本体与空气的折射率；a_i，a_j分别为所述折射光学元件本体上形成所述点光斑与所述折射光学元件本体上形成所述圆环光斑所对应的区域中各所述圆环的齿形宽度；α_i，α_j分别为所述折射光学元件本体上形成所述点光斑与所述折射光学元件本体上形成所述圆环光斑所对应的区域中各所述圆环的齿形倾角；h_i，h_j分别为所述折射光学元件本体上形成所述点光斑与所述折射光学元件本体上形成所述圆环光斑所对应的区域中各所述圆环的齿高；r_i，r_j分别为所述折射光学元件本体上形成所述点光斑与所述折射光学元件本体上形成所述圆环光斑所对应的齿环区域的中心至所述折射光学元件本体的中心轴的距离。

2.根据权利要求1所述的一种产生旋转对称组合聚焦光场的折射光学元件，其特征在于：所述折射光学元件本体产生两种旋转对称光斑的组合光斑图案，所述折射光学元件本体分为若干个区域，通过分配不同区域的面积，使两种光斑沿所述折射光学元件本体的中心轴的截面能量按一定比例分布。