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以衍射光学元件(DOE)相位延迟表达式为基础，研究并给出了多层衍射光学元件(MLDOE)的带宽积分平均衍射效率(BIADE)与相应设计波长关系的表达式。在MLDOE的基底材料确定后，由所给出的表达式可以得到最大BIADE及相应的设计波长，由此可以实现MLDOE的BIADE最大化、精确化设计。在0.4～0.7 μm可见光波段，以聚甲基丙烯酸酯和聚碳酸酯为基底材料，通过优化得到最大BIADE为99.3%，相应的设计波长为0.435 μm和0.598 μm，各层谐衍射元件(HDE)的微结构高度分别为16.460 μm和12.813 μm，所得到的BIADE比以0.4 μm和0.7 μm为设计波长时高4%。