實現(xiàn)小焦斑長焦深激光焦點的衍射Axicon的設(shè)計研究.pdf

1、焦深是指特定光學系統(tǒng)允許的焦面或像面位置的變化范圍，在眾多光學調(diào)焦系統(tǒng)中都占據(jù)極其重要的位置。激光實驗和測量中，光束聚焦后的尺寸及焦深是決定實驗測量精度的關(guān)鍵。為了提高空間分辨率等測量精度，通常會要求光束聚焦后具有焦斑小的特點。而為了要求在某一段距離內(nèi)保持小焦斑，就要求在焦斑小的同時達到長焦深的效果。由瑞利準則的公式知道，焦深和分辨率即觀測平面的焦斑有著密切的關(guān)系，因此，所謂長焦深元件應(yīng)是在保證一定的分辨率的前提下拉大焦深范圍，即焦深范

2、圍內(nèi)焦斑大小恒定。 由于傳統(tǒng)Axicon形成的光場分布并不是平頂?shù)?，本文設(shè)計使用衍射Axicon來實現(xiàn)小焦斑長焦深的光場分布。在菲涅爾衍射積分模型下，提出了一種基于標量衍射理論的Gerchberg-Saxton(GS)算法，并用能量守恒法對GS算法進行了改進，使之克服了GS算法局部偏差過大的缺點。利用以改進的GS算法為內(nèi)核的串行迭代算法設(shè)計衍射Axicon，使之能夠在輸出光場上形成小焦斑長焦深的激光焦點。 隨后，用mat