Electromagnetic design of an all-diffractive millimeter-wave imaging system

Caihua Chen; Shouyan Shi; Dennis W. Prather

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Electromagnetic design of an all-diffractive millimeter-wave imaging system

机译：全衍射毫米波成像系统的电磁设计

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We present the design and electromagnetic analysis of an all-diffractive millimeter-wave imaging system having a field of view of ±15°. This system consists of two 16-level diffractive lenses, with the stop in contact with the first lens. By considering the Seidel aberrations for a diffractive lens and applying the corresponding stop shift formula, we established the expressions of third-order wave aberrations for this system. By setting all primary Seidel aberrations to zero and solving the corresponding system of equations, we obtained two sets of solutions for this two-element all-diffractive system, which totally compensate for all Seidel aberrations. To assess image system performance, we apply the finite-difference time-domain technique and a vector plane-wave spectrum method, in combination, to validate the performance of the system. To reduce the computational cost and thereby enable the complete electromagnetic analysis of the system, a four-step analysis procedure has been developed and applied as an electromagnetic system model.

机译：我们介绍了具有±15°视场的全衍射毫米波成像系统的设计和电磁分析。该系统由两个16级衍射透镜组成，光阑与第一个透镜接触。通过考虑衍射透镜的赛德尔像差并应用相应的光阑偏移公式，我们建立了该系统的三阶波像差表达式。通过将所有主要的Seidel像差设置为零并求解相应的方程组，我们获得了该两组元全衍射系统的两组解，它们完全补偿了所有Seidel像差。为了评估图像系统的性能，我们结合使用有限差分时域技术和矢量平面波谱方法来验证系统的性能。为了减少计算成本，从而实现对系统的完整电磁分析，已开发了四步分析程序并将其用作电磁系统模型。

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来源
《Applied optics》 |2004年第12期|共8页
作者
Caihua Chen; Shouyan Shi; Dennis W. Prather;
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