二元光学还有以下特点：

（1）高衍射效率。衍射微透镜可以通过加工成为多相位阶数的浮雕结构获得特别高的衍射效率，甚至可以接近100%。

（2）独特的色散性能。单片的二元光学元件色散较大，但因为其产生负色散，而传统光学元件产生正的色散，与后者结合后可达到消色散的目的。

（3）设计自由度多。传统球面光学元件的设计变量包括镜片厚度，玻璃材料，折射面的曲率半径等等；而设计二元光学元件时，变量有环带数，环带宽度，沟槽形状，环带深度等等，这大大增加了其设计自由度。

（4）宽广的材料可选性。二元光学元件的波段很宽，在红外和远紫外性能特别优异，通常使用玻璃，光学塑料等材料，可将光学成像范围扩展到数千倍。

（5）特殊的光学功能。传统光学元件只能产生球面或非球面光波，这会造成一系列像差如场曲，球差，畸变等等。而二元光学元件可以克服这一不足，产生多样化的，任意的光学波面，此外，二元光学系统还可以实现去反射,大的视场和偏振等特性[2]。

1。2 衍射微透镜的研究进展

1。2。1衍射微透镜的设计思想

1。2。2 衍射微透镜加工进展

1。3衍射微透镜的应用

单个衍射微透镜用于小型成像、传感系统，特别是在傅里叶透镜，激光扫描等系统中，可以起到消单色像差的效果[5]。此外，微透镜的阵列化使得信息采集和处理更加方便。在成像方面，微透镜阵列与CCD集合而成的系统提高了图像信息的采集效果[6]。

微透镜还可以与球面，非球面透镜结合组成折衍射混合光学系统，衍射光学元件有不同于后者的性能:(1)普通光学元件色散一般和波长成反比，而衍射光学元件的等效色散随波长增加而增大，刚好和折射元件相反，因此可以取代消色差负透镜，使得正透镜曲率变小，减少球差；（2）衍射微透镜的匹兹伐场曲为零，故折衍射系统的场曲必然下降；（3）衍射光学元件以矫正畸变；（4）减少元件数量，减轻系统重量，降低产品的成本[7]。

            图1。1 折衍射消色差镜片            图1。2 折衍射混合系统光路

如图即为折衍射混合式镜片（图1）和阵列相机的光路图（图2），后者有较高的象质，并且所有的镜片都是用塑料注塑成型加工而成，便于大批量生产[8]。

总之，衍射透镜的引入，增添了传统光学镜头设计的自由度，有利于提升像质，减少重量，缩小体积，降低成本，便于大批量生产，在工业生产，生物影像，军事国防乃至于空间技术方面都有着无可估量的广阔前景。

1。4本课题要解决的问题

1。4。1设计的目的

传统的微透镜直径大多在微米量级，比如直径为用于聚焦的微透镜，这样的透镜在激光光束聚焦，光纤信号处理等工业和科研中应用广泛，但由于尺寸小，加工难度大，成本高昂，衍射微透镜在人民生活中还没有被广泛的普及。

常用成像设备大多由球面和非球面透镜制成，球面透镜材料昂贵，加工研磨精度要求高，非球面虽然采用树脂等相对廉价材料，而每片非球面都有特定的面型，所以需要为其专门开模，根据笔者掌握的资料，常用变焦镜头中的一片直径10mm的非球面树脂镜片开模费高达三万元，所以非球面和球面镜片成本都很高；另外，在设计镜头时，很关键的一点是要考虑像差的降低和消除。球面镜片会带来正球差，所以一颗传统的镜头必须要有正，负透镜以便消球差，而这些球面的曲率又会带来大的畸变和场曲，另外，整个系统体积庞大，实用性大打折扣。