∆RM= 20µm∆RM= 20µm∆RM= 15µm∆RM= 8µm図2輪帯半径と1次回折の位相シフト(a)と焦点距離(b)の関係図3(a)は、∆R1= 30μm、∆RM= 15μm、λ0= 532 nm、およびRM= 500μmの場合についての3次元シミュレーションの結果を示す。図3(a)に示すように、回折レンズの表面に直径1mmのアパーチャを取り付け、入射光には平面波を使用した。図3(b)に示すように、x = -0.5〜0.5 mmの範囲でBPMシミュレーションを実行した（∆RM= 15µm）。シミュレートされたレンズは、x = 0 mm、z = 12.8 mmの位置で強い強度が観測された。z = 12.8 mmを超えると、強度は急速に減少する。一方、z = 12.8 mmの前では、図3レンズとアパーチャの配置(a)とシミュレーションの例(b)21−rmrm21−rmrmPλ−0mλ012rm1−12Pmrm4λ022λ012λ0∆RM= 15µm∆RM= 20µm (15) (16)(17)に示す。（2）式から、rmが増加すると回折格子構造の位相シフトは線形的に増加する。逆に、回折レンズ構造の位相シフトは、rmが増加するにつれて放物線状に増加する。これらの位相シフトは、図2（a）に示すように、設計されたバイナリ回折レンズの位相シフトを生成するために足し合わせる。バイナリ回折レンズ構造の中央部分はグレーティング構造に似ているが、外側の部分は回折レンズ構造に似ている。(a)(b)rmとrm-1のそれぞれについて、各輪帯からの光路PmとPm-1の差は、(15)式を満たす。したがって、輪帯間隔∆rm= rm-rm-1の焦点距離fmは、(17)式から得られる。焦点距離は(17)式によって決定される。(17)式から、各輪帯の焦点距離はrm、rm-1、およびλ0によって決定される。一方、焦点深度はbの値に依存し、(12)式に示すように、bの値はRM、∆R1、∆RMおよびλ0によって決定される。RM、∆R1、∆RMが決定されると、レンズ内のすべての構造が決定される。したがって、焦点距離と焦点深度は独立して決定することができない。図2(b)は、焦点距離とゾーン半径の関係を示す。∆RM= 8µmの場合、焦点距離は輪帯半径に対してほぼ一定（6.8 mm）である。逆に、∆RM= 15µmおよび20µmの場合、焦点距離は輪帯半径とともに徐々に増加する。これらの結果から、∆RMの値が小さいほど、回折レンズの効果が強いと推測できる。2・2シミュレーション結果数値計算ソフトMATLABで3次元高速フーリエ変換ビーム伝搬法（FFT-BPM）によりシミュレーションを行った。この方法では、ヘルムホルツ方程式を近軸近似で解く。(a)(b)−=1(fm+)−(fm+)=fm=(2−2)−(2+)+− 300 −
元のページ ../index.html#302