光束整形元件的位相編碼及制作工藝研究.pdf

1、在激光技術(shù)應(yīng)用的許多領(lǐng)域中,對激光光束的質(zhì)量有著較高的要求.在光束整形技術(shù)的器件中,二元光學(xué)元件由于其體積小、設(shè)計(jì)靈活、衍射效率高等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)成為該領(lǐng)域的一個研究熱點(diǎn),其中用于特定衍射圖樣的二元光學(xué)元件的位相編碼及其位相浮雕結(jié)構(gòu)的制作,是二元光學(xué)元件用于光束整形技術(shù)比較突出的兩個難點(diǎn)問題.該論文以特定衍射圖樣的位相編碼及其制作工藝為研究目的,旨在找到一種收斂速率快且能收斂于全局最優(yōu)解的位相優(yōu)化算法;同時發(fā)展一種制作工藝簡單、低成本的二元

2、光學(xué)元件制作方法.論文采用以相關(guān)衍射理論為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)模擬分析為手段,以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為最終結(jié)果的綜合研究方法.論文討論了利用迭代傅里葉算法對任意點(diǎn)陣的衍射圖樣進(jìn)行位相編碼的基本原理,并針對該算法易過早陷入局部最優(yōu)解的缺陷,研究了影響再現(xiàn)像品質(zhì)的幾個因素,得到了一種具有較高刷斂速率和收斂程度的經(jīng)濟(jì)修正的迭代傅里葉算法.精縮投影物鏡是并行激光直寫系統(tǒng)的核心器件之一,其成像質(zhì)量的好壞直接決定了所制作器件的光學(xué)性能.該文利用光學(xué)設(shè)計(jì)軟件ZEMAX

3、為并行激光直寫系統(tǒng)設(shè)計(jì)了10倍雙遠(yuǎn)心精縮投影物鏡,并對其光學(xué)性能進(jìn)行了分析;同時也為方光點(diǎn)激光直寫系統(tǒng)設(shè)計(jì)了縮小倍率為20的采用顯微物鏡的投影成像系統(tǒng),為獲得高質(zhì)量的光束整形器件提供了良好的硬件設(shè)備.利用激光直寫系統(tǒng)分別討論了利用高斯光點(diǎn)光刻、方形光點(diǎn)光刻和逐面積光刻等方法制作2個臺階二元光學(xué)元件的基本原理和制作過程,給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并利用MATLAB軟件對幾種光刻方法所帶來的實(shí)驗(yàn)誤差進(jìn)行了詳細(xì)分析.該文提出的低成本、高性能的二元光學(xué)元件