衍射多焦点介绍
衍射多焦点（MF）透镜允许单个入射光束同时沿着传播轴上以多个焦距聚焦。焦点的数量在设计期间根据客户的应用需求确定。本应用说明旨在帮助用户理解使用衍射多焦点元件时的功能和注意事项。
操作原理：
操作原理非常简单。准直的输入光束（单模或多模）通过DOE后，输出光束聚焦在固定数量的焦距上，该焦距是在DOE设计期间根据客户的系统要求预先确定的（请参见下面的图1和图2）。
衍射多焦点DOE有两种配置：
- DOE由具有预定焦距的平凸透镜组成。在此，衍射图案被蚀刻在透镜平面侧。参见下面的图1。
- 另一种配置是衍射多焦点，它由一个窗口组成，该窗口可根据客户的需求量身定制，以在一定距离处获得焦点。 这可以通过在DOE之后添加一个简单的聚焦透镜轻松实现，该透镜的BFL（后焦距）确定了工作距离（WD）。 参见下面的图2。
使用Holo / Or的衍射多焦点光学计算器可以找到建议的最小输入光束，以实现所需的输出以及不同的焦点位置。
理论：
多焦点位置是折射焦距f折射率和预定衍射焦距f 衍射的函数。
在‘零’阶的焦点是指所使用的透镜的折射焦距。
其他衍射焦点，+ /-1、2、3…阶，在折射“零”阶附近对称出现。焦点之间的距离的近似值可以通过以下公式描述：
f “ m”：“ m”衍射级的焦距
f 折射：折射透镜的焦距（FL）
f 衍射：衍射透镜的焦距FL
m：多焦点光斑的阶数
在光学装置的情况下如果使用多个镜头或厚镜头，请 联系Holo /或 进行详细设计。对于焦点数量为偶数的多焦点DOE，零阶的消失是通过特殊的设计和处理来实现的。
设计注意事项和限制：
对于二元设计（2级蚀刻），由于物理限制，功率效率在75％（对于双焦点和多焦点）到85％（三焦点）之间变化。
由于制造限制，并不总是建议多级蚀刻。
为了进行初始测试，用户可能需要使用设计波长（标称波长）不等于用户应用所需波长的标准产品。在这种情况下，缺陷阶的FL将根据以下公式变化：
λ 标称：标称波长
λ 我：用户使用的波长
˚F d标称：标称波长的衍射焦距（FL）
˚F d我：用户所使用的波长的衍射FL。
在这种情况下，Holo / Or可以使用用户的替代波长来模拟预期的性能（阶次之间的功率分配）。每个焦点包含输入光束功率的一小部分。
例如，对于三焦点DOE（效率约85％），在精确衍射FL（“ + 1”级）下，第一个焦点将具有约28％的输入光束功率。在传播轴上向前移动，焦点将出现在镜头的标称FL处。此处焦点再次具有约28％的输入光束功率。最后一个焦点出现在“ -1”阶（衍射阶）上，约占输入光束功率的28％。在每个焦平面上，其余功率以光晕的形式分布在焦点周围。
最小输入光束尺寸由特定于当前应用的各种设计参数确定，并且其直径必须至少与DOE中的前3个菲涅耳环一样大。
沿传播轴的强度分布的模拟效果：
焦点之间的距离变化
由于制造限制或应用要求，有时需要更改焦点之间的间隔。最简单的方法是更改光学系统的有效焦距（EFL）。可以使用以下公式计算两个相邻焦点之间的距离：
其中：
- △：焦点之间的间隔
- Δ 0：焦点之间初始间隔
- λ：工作波长
- λ 0：初始波长
- f r：添加其他镜头后系统的EFL
- f r0 系统的初始EFL
相同的数学关系可以用于制造特定波长的半标准多焦点镜片。在这种情况下λ≠λ 0
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