1、研製大口徑薄膜望遠鏡的原因：
為了提高地球同步軌道衛星對地解析度，需要研製大口徑空間望遠鏡系統。
2、傳統空間大口徑望遠鏡帶來問題及解決方法：
傳統的反射鏡成像系統製作周期長、研製成本高、體積重量大，對火箭的運載能力是很大的挑戰（口徑越大，重量越大）。薄膜反射鏡的使用雖然可以使望遠鏡系統物鏡變得很輕薄，但是需要高精度的表面面型控制系統（要求反射鏡的面型誤差小於λ／20，這在可見光波段很難實現），這增加了成像系統的複雜性和質量。
3、利用菲涅爾透鏡製造輕質量、超大口徑的衍射望遠鏡成為有效途徑：
衍射薄膜成像系統具有大口徑、輕量化、面型公差大、空間可展開、易複製等特點，能極大地降低製造成本和發射成本。與薄膜反射鏡相比，最大的優勢在於（如下圖：面型誤差對反射和透射元件的影響）：
4、菲涅爾透鏡不同結構對衍射效率的影響：
菲涅爾透鏡是刻蝕有兩個或者多個台階深度的浮雕結構的位相型衍射元件，可以加工得十分輕薄，具有衍射效率高、面型精度要求低等特點。連續浮雕結構理論上能實現100％的衍射效率，但加工難度很高，本文採用多台階結構逼近連續浮雕結構。二台階結構的衍射效率為40.5％，四台階結構的衍射效率為81％，如下圖所示。
5、衍射元件（菲涅爾透鏡）的缺點：
從聚光作用看，普通透鏡是利用光線折射原理實現聚焦，從物點發出的各光線到像點的光程相等，而衍射元件則是利用光的衍射原理實現光線匯聚，從物點發出的光波經過衍射元件的各環帶發生衍射，相鄰環帶到達像點的相位差為 2π的整數倍，產生相干疊加。兩者之間有實質性差別，而這種差別表現在普通透鏡只有乙個焦距，而衍射元件的焦距與波長密切相關，其數值與波長成反比關係。
色散嚴重：如上圖所示，菲涅爾衍射元件的焦距與入射波長呈反比，色散嚴重，帶寬窄，滿足如下關係
fm＝λ0f0/ｍλ
，其中：λ0為設計波長，f0為在設計波長λ0下的主焦距，ｍ 為衍射級次，λ為實際入射波長，fm
為在實際入射波長λ 下的ｍ 級焦距。
色散嚴重，就需要進行校正：根據schupmann理論，可通過一對相同色散，相反光焦度的衍射元件實現消色差。衍射光學系統如下圖所示。
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