有源阵列区域包含一个大型矩形阵列的铝基镜片，这些微镜可倾斜至两个稳定角度中的一个。对于 13.68μm、10.8μm 和 7.6/7.56μm 微镜像素尺寸，这通常是围绕对角线的 +12° 和 –12°。9.0μm 微镜像素尺寸也围绕对角线倾斜，通常为 +14.5° 和 –14.5°。5.4µm 微镜像素的不同之处在于，它们围绕正交方向倾斜大约 17°。

照明和投影 f 数通常匹配以获得效率和对比度的折衷。但是，即使在这些条件下，由于投影透镜孔径挡块处的衍射光被削波，光量也会有一些损失。由于微镜的尺寸相对于波长不大，因此微镜反射的光会扩散到更大的锥角，从而导致光量损失。

较长波长（红色）的衍射程度大于较短波长（蓝色），因此在波长较长时，衍射效率通常会降低。

为了更准确地对出现的复杂衍射模式建模，请利用倾斜微镜阵列的行为与经典的闪跃光学衍射光栅类似这一事实。从概念上来说，接近宽带源衍射的适当方法是将其视为波长和方向上变化的大量平面波的组合。所有这些平面波源可以不连贯的方式组合在一起，以评估最终衍射模式。

对于由单波长准直激光束照射的二维微镜阵列，远场显示为大致以 λ/pitch 角度间隔的一组明亮点（衍射级），其中 λ 是波长。可使用快速傅里叶变换算法 (FFT) 近似得出的标量衍射理论通常可用于此计算，且具有合理的高精度。明亮点阵列的振幅由单个微镜的远场模式调制，该模式通常接近 sin(x)/x 形状。使用方程式 2 中描述的傅里叶变换，可以计算出远场辐射函数，该函数是方向余弦 α 和 β 的函数。

方程式 2.

在这里，数量 表示 EM 场（幅度和相位）离开 DMD 微镜阵列表面。计算出的辐射曲线，然后，可以根据投影透镜孔径定义的接受角以数学方式截断。通过对入射角和波长范围内的辐射进行积分并跟踪孔径内相对于总功率的功率，您可以计算衍射效率。

产生的白光不相干源的远场辐射图具有交替颜色的辐射臂，如图 4-1 所示。由于只有射束的中心部分由投影透镜收集，因此外部臂中的能量会丢失。计算出的衍射效率随镜片间距、微镜倾斜角和波长而变化。

由于远场衍射模式（或投影光瞳处的图像）取决于照明角度、镜片间距、微镜倾斜角度和波长，因此白光的远场衍射具有很大的颜色变化。决定衍射引起的颜色变化的主要因素是镜片间距和微镜倾斜角，照射角是次要因素。这种颜色变化会导致衍射效率近似以正弦波形式与波长成函数关系发生变化，如图 4-3 至图 5-9 所示。衍射效率的频谱图以波长显示周期性振荡，这些振荡的周期通常取决于微镜间距，微镜间距越小，周期越长。因此，衍射效率会与波长成函数关系发生显著变化。此外，整个 DMD 微镜阵列以及不同器件间的倾斜角变化会导致频谱峰值的波长发生变化。

图 4-2 显示了针对各种像素类型计算得出的标称衍射效率，与像素间距成函数关系。正如预期的那样，随着像素间距的缩小，衍射效率普遍降低。

图 4-1 模拟的 5.4µm 间距 DMD 远场辐射图像；虚线圆圈表示投影透镜孔径边缘的轮廓

图 4-2 不同像素尺寸（420nm–680nm 波长）下计算得出的平均明视衍射效率汇总

图 4-3 至图 5-9 显示了照明和投影以及标称设计倾斜角之间匹配的不同 f 数的光谱衍射效率。

图 4-3 13.68µm 间距 DMD 微镜计算出的衍射效率（匹配的照明和投影 f 数）

图 4-4 10.8µm 间距 DMD 微镜计算出的衍射效率（匹配的照明和投影 f 数）

图 4-5 9.0µm 间距 DMD 微镜计算出的衍射效率（匹配的照明和投影 f 数）

图 4-6 7.56µm 间距 DMD 微镜计算出的衍射效率（匹配的照明和投影 f 数）

图 4-7 5.4µm 间距 DMD 微镜计算出的衍射效率（匹配的照明和投影 f 数）