用計算機光學方法改變光場分布的研究.pdf

1、在光波及電磁波的應用中，根據(jù)不同的要求，需要把場分布進行改變，以滿足實際應用過程對光波及電磁波的應用需要。近年來的大量文獻表明，計算機光學的方法已經(jīng)可以應用于光波及微波波段中的場分布改變，具有廣泛的應用前景。本文以標量衍射理論為基礎(chǔ)，用計算機光學的方法，用可視化CVF(CompaqVisualFortran)程序，編制了計算機光學元件的設計軟件LZCOE，其中包括可視化參數(shù)輸入界面和程序的自動運行，以及結(jié)果的處理和顯示。此軟件具有方便、

2、簡單和使用范圍廣的優(yōu)點。利用這個軟件設計出了光波波段和微波波段的反射式與光波段的透射式計算機光學元件。本文主要包括元件的理論分析，程序的設計及計算機模擬。 首先對計算機光學元件的基本設計理論進行了詳細分析，著重研究了標量衍射理論。在此基礎(chǔ)上，對于反射式計算機光學元件提出了一種新的優(yōu)化設計方法。對在透射式元件的設計過程中，提出利用設計反射式元件時計算相位分布的方法對傳統(tǒng)GS算法進行改進，計算出GS算法的迭代初始值，從而有效地改進了

3、GS算法的不足。 在所提出的優(yōu)化設計的基礎(chǔ)上，利用FORTRAN90開發(fā)出了反射式及透射式計算機光學元件設計軟件。利用此軟件能夠方便地實現(xiàn)對任意目標圖像的元件設計及驗證，克服了傳統(tǒng)MATLAB軟件的程序重用性差、用戶界面不友好等缺點。利用此軟件，計算得到了計算機光學元件上的浮雕高度，設計出了計算機光學元件，計算機模擬結(jié)果與預期圖樣相符合。文章設計了能夠?qū)⒏咚构馐D(zhuǎn)變?yōu)榫哂刑厥鈭D案的形狀以及多個目標圖像的計算機光學元件，模擬結(jié)果與