控制波前傳播的三維環(huán)形光束變換器的設(shè)計(jì).pdf

1、該論文基于非傳統(tǒng)衍射光學(xué)元件的設(shè)計(jì)理論,深入研究了模擬退火法(SA)、體迭代加權(quán)投影算法(BIWP)和及其混合算法(SA-BIWP)在新型衍射光學(xué)元件設(shè)計(jì)中的應(yīng)用,針對三種常見的三維環(huán)形光束變換器進(jìn)行了模擬設(shè)計(jì),取得了有益的成果.主要研究工作包括:我們分別用SA算法、BIWP算法和混合算法SA-BIWP,對DOE的相位分布采用直接量化設(shè)計(jì),成功地實(shí)現(xiàn)了將入射的均勻平面波分別變換為沿縱向調(diào)制的等光強(qiáng)單圓環(huán)光束、伴有中心亮點(diǎn)的圓環(huán)以及雙圓環(huán)

2、光束輸出,并使輸出光束在距該元件(z=76mm~90mm)的范圍內(nèi)不發(fā)散傳播.文中著重對這三種算法進(jìn)行了比較,在實(shí)驗(yàn)參數(shù)相同的情況下,SA-BIWP混合算法的衍射效率最高,在整個(gè)三維縱向區(qū)域內(nèi),環(huán)內(nèi)的能量占總輸出能量的百分比都高達(dá)83﹪以上,在z=80mm~87mm中間區(qū)域內(nèi)能量分布曲線比較平滑;在任意輸出截面內(nèi),環(huán)內(nèi)光強(qiáng)相對均勻,沒有能量旁瓣產(chǎn)生.模擬結(jié)果表明,模擬退火與迭代的混合算法抗局部干擾能力強(qiáng)、不依賴于初始條件的選取,衍射效率

3、高,對設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)控制波前傳播的非傳統(tǒng)衍射光學(xué)元件十分有效,具有良好的收斂性和通用性.除此之外,論文還介紹了在GaAs材料上制作DOE的現(xiàn)狀和發(fā)展, 分析了該領(lǐng)域近期的研究熱點(diǎn)及重要成果,其中著重對現(xiàn)有刻蝕技術(shù)進(jìn)行了介紹;然后以幾種簡單的異形光柵為代表,對在GaAs材料上設(shè)計(jì)制備DOE做了初步嘗試.最后,應(yīng)用CCD圖像傳感器和LS-2000軟件,對由DOE和大功率半導(dǎo)體激光器(LD)組成的紅外集成照明系統(tǒng)進(jìn)行了檢測,結(jié)果表明系統(tǒng)中DOE對L