用于激光束整形的衍射光學(xué)元件的設(shè)計.pdf

1、近年來,隨著光電產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,激光的應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛,對于光束整形的需求也日益擴大。由于衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Elements,DOE)具有厚度薄,重量輕、易于復(fù)制等諸多優(yōu)點,目前已經(jīng)成為激光束整形領(lǐng)域的一個研究熱點。利用衍射光學(xué)元件進行激光束整形的原理是基于光波的衍射理論,采用計算機輔助設(shè)計,并結(jié)合超大規(guī)模集成電路制作工藝,在基片上刻蝕產(chǎn)生兩個或多個的臺階深度的浮雕結(jié)構(gòu)。
　　 本文詳細論述了

2、用于激光束整形的衍射光學(xué)元件設(shè)計的理論基礎(chǔ)和設(shè)計方法,并針對高斯光束的整形進行了初步的實驗研究。本文主要工作如下:
　　 首先,介紹了DOE設(shè)計所必需的理論基礎(chǔ),即標(biāo)量衍射理論,并給出了DOE的設(shè)計原理以及評價DOE性能的評價函數(shù)。詳細地闡述了如何利用GS算法、模擬退火算法和遺傳算法來設(shè)計DOE,并對于將入射的平行光束整形成人字形圖案的問題,比較了三種方法設(shè)計得到的結(jié)果,并通過光學(xué)實驗進行了比較。提出了一種混合遺傳迭代爬山算法,

3、將遺傳算法和迭代量化傅里葉變換算法結(jié)合起來,直接設(shè)計量化的DOE,并與GS算法進行了比較。
　　 其次,編寫了相應(yīng)的衍射光學(xué)元件設(shè)計的程序,針對夫瑯禾費衍射系統(tǒng),進行了高斯光束的整形實驗。對實驗中出現(xiàn)的一些現(xiàn)象,給出了理論分析。對于菲涅爾衍射系統(tǒng),由于衍射的計算機計算有三種抽樣方法,分別用三種設(shè)計方法進行光束整形實驗,并比較了對應(yīng)的實驗結(jié)果。
　　 最后,鑒于傳統(tǒng)的光束整形技術(shù)只有一種光強的輸出,而在光鑷子和彩色圖像等應(yīng)