[發明專利]連續型螺旋相位板設計方法

有效

• 申請號: 201611019804.1
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106569332B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 張遠航;溫圣林;唐才學;王健;張清華;劉民才;楊春林;顏浩;羅子健;李昂
• 申請（專利權）人: 成都精密光學工程研究中心
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B5/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種連續型螺旋相位板設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

A.確定激光的波長λ、通光口徑S及激光對應的光場分布E₁；

B.確定波長λ對應的目標圖像分布I和成像距離L；

C.根據通光口徑S與目標圖像分布I確定拓撲荷數l和元件尺寸D；拓撲荷數l、旋轉方位角θ與波前W之間的關系如式(1)所示：

D.確定高斯型數字濾波器的標準差σ與標準差調整因子ε，高斯型數字濾波器函數表達式如式(2)所示：

ε取值范圍為(-δ％,δ％),δ為大于0且小于100的任意實數；

E.將步驟D中h(x,y)與波前W(x,y)進行二維卷積運算，獲得完全連續分布的螺旋波前W′_fc：

W′_fc(x,y)＝h(x,y)*W(x,y) (3)

F.將完全連續分布的螺旋波前W′_fc進行工藝仿真，獲得預計的波前殘差分布W(i,j)，并計算波前誤差參數RMSerr：

W(i,j)為波前殘差分布，為波前殘差分布的平均值；N_i、N_j為波前殘差數據矩陣的行數與列數；

G.光學模擬：根據衍射理論模擬成像距離L處螺旋波前W′_fc對應的環形光強度與理想光強度之間的光強偏差Is，如式(5)所示，并計算環帶區域光強偏差Is的均勻性參數C_k，如式(6)所示：

(x₁,y₁)為輸入面坐標，(x₂,y₂)為成像面坐標，Is_aver為環帶區域Area_ring的光強偏差平均值；

H.將波前誤差參數RMSerr和光強均勻性參數C_k帶入費用函數Cost：

Cost＝α·RMSerr+(1-α)·C_K (7)

α為權重因子，其理論取值范圍為0～1，其確切值由連續拋光工藝與物理實驗需求共同確定；

I.重復步驟E至H，調整標準差調整因子ε值，當費用函數Cost最小時，迭代完成，獲得滿足連續拋光工藝和光場性能要求的連續型螺旋相位板的波前分布W_fc。