本发明属于光学技术领域，涉及一种谐衍射Alvarez透镜变焦系统。
背景技术：
信息化、微型化和智能化是近代工业，科学与先进技术发展的三大趋向。80年代中期，在光学工业上出现了微光学，微光学是指光学功能器件或光学表面微结构的尺寸在微米量级。近几年又出现了微光机电系统MOEMS，MOEMS是最终实现人们对工业科学与技术发展的三大追求目标──信息化、微型化和智能化的技术方法。目前微系统发展正处于当年集成电路发展的初期水平，有极大的发展空间，微细工业将逐步取代一些传统工业而成为一个全新的高技术产业。
谐衍射透镜属于微光学元件，其也称为多级衍射透镜是1995年又Sweeney和 Sommargren以及Faklis和Morris分别提出的概念，它可以在一系列分离波长处获得相同的光焦度，可以在一定程度上克服衍射器件存在大色差的缺点。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的不足，提出了一种谐衍射Alvarez透镜变焦系统。
一种含谐衍射面的Alvarez透镜变焦系统，包括第一谐衍射Alvarez透镜和第二谐衍射Alvarez透镜，第一谐衍射Alvarez透镜包含一个基面和工作面，第二谐衍射Alvarez透镜包含一个基面和工作面，第一Alvarez透镜和第二 Alvarez透镜面形互补；
其中所述的每个谐衍射Alvarez透镜的工作面由Alvarez透镜切割得到；其中Alvarez透镜的表面多项式方程为：
其中A表示为多项式系数；
Alvarez透镜产生焦距f为：
2δ为两个Alvarez透镜之间的移动的距离，n为Alvarez透镜的材料折射率；
Alvarez透镜的相位差与光程差的关系是：
其中为相位差，λ为波长，Δδ为光程差；
将Alvarez透镜去除相位差为2π的整数m倍，剩余的部分便是光程差为2π的 m倍的谐衍射Alvarez透镜组的工作面；m≥2；
所述的谐衍射Alvarez透镜组的基面满足光程差为2π的m倍。
本发明一种谐衍射Alvarez透镜变焦系统，包括第一谐衍射Alvarez透镜和第二谐衍射Alvarez透镜；
本发明相对于现有技术的效果：本发明相邻环带间的光程差是设计波长λ0的整数m(m≥2)倍，在空气中透镜最大厚度为是普通衍射透镜的m 倍。第二Alvarez透镜相对于第一Alvarez透镜沿垂直于光轴方向移动，所述Alvarez透镜组的焦距会发生改变；其也拥有了谐衍射透镜的属性，可以在微光机电系统中作为微光学元件，并且在一定程度上克服衍射器件存在大 色差的缺点。
附图说明
图1是实施例提供的Alvarez透镜组的结构示意图；
图2是实施例提供的谐衍射Alvarez透镜变焦系统去除部分示意图；
图3是实施例提供的谐衍射Alvarez透镜变焦系统的结构示意图。
图4是实施例中Alvarez透镜组移动产生光焦度变化的原理图。
图5是实施例中谐衍射Alvarez透镜变焦系统移动产生光焦度变化的原理图。
具体实施方式
为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例
图1是实施例提供的Alvarez透镜组的结构示意图。参见图1，本实施例提供的 Alvarez透镜组由面形互补的第一Alvarez透镜和第二Alvarez透镜组成，且第二Alvarez 透镜相对于第一Alvarez透镜沿垂直于光轴方向移动，通过调整移动距离调整Alvarez透镜组焦距。
图2是实施例提供的谐衍射Alvarez透镜变焦系统去除部分示意图，图3是实施例提供的谐衍射Alvarez透镜变焦系统的结构示意图。在本实施例中，假设第一Alvarez透镜与第二Alvarez透镜的多项式系数A＝1mm-2，透镜的材料为PMMA(折射率n为1.5)，两个Alvarez透镜之间的移动的距离为2δ＝1mm，便可以得到Alvarez透镜组的焦距 f0＝1mm。
为了使谐衍射透镜的谐振光波会聚于透镜原有的焦点(设焦点为f0)，需要使其满足一定的条件。当使用的波长为λ时，透镜的焦距为：
上式中fλ为透镜的焦距，λ0为设计波长，对于谐衍射透镜而言，其环带间光程差
为mλ0，相当于设计波长为mλ0，焦距为f0的普通衍射透镜。若对使用波长为λ的 p级次成像，则其焦距为：
如果要求fp，λ与原焦距f0重合，即应满足条件：
由此可得：
这就说明，对于谐衍射透镜，凡波长满足式(7)的整数p所对应的谐振光波均将会聚到共同的焦点f0处，m是设计时已经确定的结构参数，m越大，在确定光谱段内的谐振波长越多。m提供了另一个设计自由度，用以控制在给定的光谱范围内的几种波长会聚到同一位置
设相位差为即m＝2；设计波长λ0与使用的波长λ相对，且等于 532nm。由公式(2)可知，其p级次成像的焦距为：
由此式便可知，当p＝2时，其谐衍射Alvarez透镜变焦系统与Alvarez透镜组的焦距相等。换而言之，其2级次成像的焦距与原Alvarez透镜组的焦距相等。
图4与图5分别为实施例中Alvarez透镜组移动产生光焦度变化的原理图和谐衍射 Alvarez透镜变焦系统移动产生光焦度变化的原理图。图4表示了Alvarez透镜组移动时其焦距的变化，图5表示了谐衍射Alvarez透镜变焦系统沿垂直于光轴方向移动时其焦距的变化，且Alvarez透镜组与谐衍Alvarez透镜变焦系统的焦距变化相同。