衍射光學元件（DOE）在紅外雙波段甚至多波段的應用逐漸成為熱點。基于雙層DOE的多色光積分衍射效率（PIDE）最大化的設(shè)計思想，在工作波段范圍內(nèi)設(shè)計最佳工作波長，從而計算雙層DOE的最佳微結(jié)構(gòu)高度，并給出了適用于多波段光學系統(tǒng)的PIDE權(quán)重分配的數(shù)學分析模型。基于此雙層DOE，設(shè)計了F數(shù)為1.1、焦距為75 mm的雙波段（3.7~4.8 μm和8.0~12.0 μm）紅外光學系統(tǒng)。在29.4 lp/mm空間頻率處，系統(tǒng)中、長波紅外所有視場調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）分別高于0.60和0.45，在-40~60 ℃范圍內(nèi)實現(xiàn)了無熱化設(shè)計。該系統(tǒng)在改善成像質(zhì)量、小型化、輕量化，以及紅外雙波段消熱差等方面表現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢。
