可變焦全像光學系統的研製

Abstract

本論文利用HOE 的優點結合傳統光學系統的變焦原理，而發展出二種完全以HDE 組成 的新型可變焦系統。已有的文獻大多是將HDE 以固定的組合方式來消除像差或使用全 像透鏡(hololens)，簡稱HL，形成僅有固定Focal Power 的全像成像系統，光信號的 傳送只能到達固定的位置，為了提高光學系統的彈性，本論文提出二種可變焦的全像 光學系統，系統中含有可移動元件，適當調整可移動元件的位置，可以達到變焦的效 果，為組合HOEs的新應用。第一種是組合HLs 陣列的全像可變焦陣列系統，具有mult i-channel 連續變焦的功能，陣列中的每個單元代表一個data channel，可將資料做 局部處理，而透境陣列則具有將個別資料局部聚焦的功能，適合用於微觀的光學系統 中對二維的資料陣列做可變位置的信號傳送。第二種是以小f#值的HLs 所組成的全像 可變焦系統，比以往僅具固定Focal power 的single channel雙元件全像光學系統增 加了可變焦的優點，適合用於可變焦的訊號轉換，可以彈性選擇信號輸出的位置。 我們討論以全像方式製作可變焦系統時必須考慮的幾個問題，包括如何解決在變焦過 程中所引起的像差的問題，以及使用全像可變焦陣列進行 multi-channel信號轉換時 如合避免信號間彼此干擾 (crosstalk)的問題等等，並配合像差及crosstalk 的考慮 而設計出一種適用於陣列系統及大口徑系統及大口徑系統的對稱離軸型最佳化可變焦 結構。