用計算機(jī)光學(xué)方法改變光場分布的研究.pdf

1、在光波及電磁波的應(yīng)用中，根據(jù)不同的要求，需要把場分布進(jìn)行改變，以滿足實(shí)際應(yīng)用過程對光波及電磁波的應(yīng)用需要。近年來的大量文獻(xiàn)表明，計算機(jī)光學(xué)的方法已經(jīng)可以應(yīng)用于光波及微波波段中的場分布改變，具有廣泛的應(yīng)用前景。本文以標(biāo)量衍射理論為基礎(chǔ)，用計算機(jī)光學(xué)的方法，用可視化CVF(CompaqVisualFortran)程序，編制了計算機(jī)光學(xué)元件的設(shè)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(yùn)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(diǎn)。利用這個軟件設(shè)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(jī)光學(xué)元件。本文主要包括元件的理論分析，程序的設(shè)計及計算機(jī)模擬。 首先對計算機(jī)光學(xué)元件的基本設(shè)計理論進(jìn)行了詳細(xì)分析，著重研究了標(biāo)量衍射理論。在此基礎(chǔ)上，對于反射式計算機(jī)光學(xué)元件提出了一種新的優(yōu)化設(shè)計方法。對在透射式元件的設(shè)計過程中，提出利用設(shè)計反射式元件時計算相位分布的方法對傳統(tǒng)GS算法進(jìn)行改進(jìn)，計算出GS算法的迭代初始值，從而有效地改進(jìn)了

3、GS算法的不足。 在所提出的優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用FORTRAN90開發(fā)出了反射式及透射式計算機(jī)光學(xué)元件設(shè)計軟件。利用此軟件能夠方便地實(shí)現(xiàn)對任意目標(biāo)圖像的元件設(shè)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(diǎn)。利用此軟件，計算得到了計算機(jī)光學(xué)元件上的浮雕高度，設(shè)計出了計算機(jī)光學(xué)元件，計算機(jī)模擬結(jié)果與預(yù)期圖樣相符合。文章設(shè)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(biāo)圖像的計算機(jī)光學(xué)元件，模擬結(jié)果與