有源陣列區(qū)域包含一個(gè)大型矩形陣列的鋁基鏡片，這些微鏡可傾斜至兩個(gè)穩(wěn)定角度中的一個(gè)。對(duì)于 13.68μm、10.8μm 和 7.6/7.56μm 微鏡像素尺寸，這通常是圍繞對(duì)角線的 +12° 和 –12°。9.0μm 微鏡像素尺寸也圍繞對(duì)角線傾斜，通常為 +14.5° 和 –14.5°。5.4μm 微鏡像素的不同之處在于，它們圍繞正交方向傾斜大約 17°。

照明和投影 f 數(shù)通常匹配以獲得效率和對(duì)比度的折衷。但是，即使在這些條件下，由于投影透鏡孔徑擋塊處的衍射光被削波，光量也會(huì)有一些損失。由于微鏡的尺寸相對(duì)于波長不大，因此微鏡反射的光會(huì)擴(kuò)散到更大的錐角，從而導(dǎo)致光量損失。

較長波長（紅色）的衍射程度大于較短波長（藍(lán)色），因此在波長較長時(shí)，衍射效率通常會(huì)降低。

為了更準(zhǔn)確地對(duì)出現(xiàn)的復(fù)雜衍射模式建模，請(qǐng)利用傾斜微鏡陣列的行為與經(jīng)典的閃躍光學(xué)衍射光柵類似這一事實(shí)。從概念上來說，接近寬帶源衍射的適當(dāng)方法是將其視為波長和方向上變化的大量平面波的組合。所有這些平面波源可以不連貫的方式組合在一起，以評(píng)估最終衍射模式。

對(duì)于由單波長準(zhǔn)直激光束照射的二維微鏡陣列，遠(yuǎn)場(chǎng)顯示為大致以 λ/pitch 角度間隔的一組明亮點(diǎn)（衍射級(jí)），其中 λ 是波長。可使用快速傅里葉變換算法 (FFT) 近似得出的標(biāo)量衍射理論通?？捎糜诖擞?jì)算，且具有合理的高精度。明亮點(diǎn)陣列的振幅由單個(gè)微鏡的遠(yuǎn)場(chǎng)模式調(diào)制，該模式通常接近 sin(x)/x 形狀。使用方程式 2 中描述的傅里葉變換，可以計(jì)算出遠(yuǎn)場(chǎng)輻射函數(shù)，該函數(shù)是方向余弦 α 和 β 的函數(shù)。

在這里，數(shù)量 表示 EM 場(chǎng)（幅度和相位）離開 DMD 微鏡陣列表面。計(jì)算出的輻射曲線，然后，可以根據(jù)投影透鏡孔徑定義的接受角以數(shù)學(xué)方式截?cái)?。通過對(duì)入射角和波長范圍內(nèi)的輻射進(jìn)行積分并跟蹤孔徑內(nèi)相對(duì)于總功率的功率，您可以計(jì)算衍射效率。

產(chǎn)生的白光不相干源的遠(yuǎn)場(chǎng)輻射圖具有交替顏色的輻射臂，如圖 4-1 所示。由于只有射束的中心部分由投影透鏡收集，因此外部臂中的能量會(huì)丟失。計(jì)算出的衍射效率隨鏡片間距、微鏡傾斜角和波長而變化。

由于遠(yuǎn)場(chǎng)衍射模式（或投影光瞳處的圖像）取決于照明角度、鏡片間距、微鏡傾斜角度和波長，因此白光的遠(yuǎn)場(chǎng)衍射具有很大的顏色變化。決定衍射引起的顏色變化的主要因素是鏡片間距和微鏡傾斜角，照射角是次要因素。這種顏色變化會(huì)導(dǎo)致衍射效率近似以正弦波形式與波長成函數(shù)關(guān)系發(fā)生變化，如圖 4-3 至圖 5-9 所示。衍射效率的頻譜圖以波長顯示周期性振蕩，這些振蕩的周期通常取決于微鏡間距，微鏡間距越小，周期越長。因此，衍射效率會(huì)與波長成函數(shù)關(guān)系發(fā)生顯著變化。此外，整個(gè) DMD 微鏡陣列以及不同器件間的傾斜角變化會(huì)導(dǎo)致頻譜峰值的波長發(fā)生變化。

圖 4-2 顯示了針對(duì)各種像素類型計(jì)算得出的標(biāo)稱衍射效率，與像素間距成函數(shù)關(guān)系。正如預(yù)期的那樣，隨著像素間距的縮小，衍射效率普遍降低。

圖 4-3 至圖 5-9 顯示了照明和投影以及標(biāo)稱設(shè)計(jì)傾斜角之間匹配的不同 f 數(shù)的光譜衍射效率。