光束整形元件的位相編碼及制作工藝研究.pdf

1、在激光技術應用的許多領域中,對激光光束的質(zhì)量有著較高的要求.在光束整形技術的器件中,二元光學元件由于其體積小、設計靈活、衍射效率高等優(yōu)點,已經(jīng)成為該領域的一個研究熱點,其中用于特定衍射圖樣的二元光學元件的位相編碼及其位相浮雕結構的制作,是二元光學元件用于光束整形技術比較突出的兩個難點問題.該論文以特定衍射圖樣的位相編碼及其制作工藝為研究目的,旨在找到一種收斂速率快且能收斂于全局最優(yōu)解的位相優(yōu)化算法;同時發(fā)展一種制作工藝簡單、低成本的二元

2、光學元件制作方法.論文采用以相關衍射理論為基礎,以計算機模擬分析為手段,以實驗驗證為最終結果的綜合研究方法.論文討論了利用迭代傅里葉算法對任意點陣的衍射圖樣進行位相編碼的基本原理,并針對該算法易過早陷入局部最優(yōu)解的缺陷,研究了影響再現(xiàn)像品質(zhì)的幾個因素,得到了一種具有較高刷斂速率和收斂程度的經(jīng)濟修正的迭代傅里葉算法.精縮投影物鏡是并行激光直寫系統(tǒng)的核心器件之一,其成像質(zhì)量的好壞直接決定了所制作器件的光學性能.該文利用光學設計軟件ZEMAX

3、為并行激光直寫系統(tǒng)設計了10倍雙遠心精縮投影物鏡,并對其光學性能進行了分析;同時也為方光點激光直寫系統(tǒng)設計了縮小倍率為20的采用顯微物鏡的投影成像系統(tǒng),為獲得高質(zhì)量的光束整形器件提供了良好的硬件設備.利用激光直寫系統(tǒng)分別討論了利用高斯光點光刻、方形光點光刻和逐面積光刻等方法制作2個臺階二元光學元件的基本原理和制作過程,給出了實驗結果并利用MATLAB軟件對幾種光刻方法所帶來的實驗誤差進行了詳細分析.該文提出的低成本、高性能的二元光學元件