【摘要】： 在激光的實(shí)際應(yīng)用中,根據(jù)不同的要求,人們常常需要將激光束光強(qiáng)分布加以整形。例如整形為矩形、圓形等。傳統(tǒng)光學(xué)元件難以實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,而用計(jì)算全息圖效率太低。由于計(jì)算機(jī)光學(xué)元件能充分有效地產(chǎn)生任意形狀的光波波面,所以,本文主要涉及到研究計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的理論設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)模擬、實(shí)驗(yàn)研究。 本文主要基于幾何理論和標(biāo)量理論來設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)光學(xué)元件表面的浮雕高度,文中用幾何理論推導(dǎo)出了把高斯光束整形為四個(gè)矩形光斑束,正方框形光束、矩形平頂光斑的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件表面的浮雕公式;通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),計(jì)算得到了計(jì)算機(jī)光學(xué)元件表面上的浮雕高度,設(shè)計(jì)出了計(jì)算機(jī)光學(xué)元件。計(jì)算機(jī)模擬成像結(jié)果與預(yù)期得到的衍射圖樣相符合;文中還討論了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)成像質(zhì)量的影響規(guī)律。 同時(shí),本文還用標(biāo)量理論設(shè)計(jì)了把高斯光束整形為雙圓斑形光束的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件,文中主要是參考改進(jìn)的GS(Gerchberg-Saxton)算法;通過計(jì)算機(jī)模擬,得到了計(jì)算機(jī)光學(xué)元件表面的相位浮雕圖。計(jì)算機(jī)模擬得到的成像結(jié)果與預(yù)期衍射圖樣相符合;文中還設(shè)計(jì)了把高斯光束整形為燈籠形光束的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件,模擬結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相符合。 文中對(duì)上述兩種設(shè)計(jì)理論得到的模擬結(jié)果進(jìn)行了比較,得出有一定參考價(jià)值的結(jié)論,隨后對(duì)利用液晶相位改變?cè)韺?shí)現(xiàn)之前設(shè)計(jì)的相位分布進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)的探討,對(duì)今后設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)光學(xué)元件具有參考性意義。 文章的第五章進(jìn)行了膠片實(shí)驗(yàn)和強(qiáng)度型液晶盒實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,取得了比較滿意的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,并對(duì)比了兩種實(shí)驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,同時(shí)也證明了設(shè)計(jì)方法和理論推導(dǎo)的正確性。
【圖文】：

圖 2-3 衍射區(qū)的劃分示意圖利－索末菲衍射解決衍射問題是利用惠更斯－菲涅耳原理，它的基本概念是：在光的光振動(dòng)是由該點(diǎn)和光源之間任意選擇的波面所發(fā)射的次波疊加電磁理論發(fā)展起來以后，基爾霍夫(Kirchhoff)從波動(dòng)的微分方程出的格林(Green)函數(shù)作了理論推導(dǎo)，得到了更精確的數(shù)學(xué)公式，，即式：( )dsnGUnUU P∫∫GΣ =4π10(2夫衍射公式(2-26)可以給出與實(shí)際符合很好的結(jié)果，因而在實(shí)際中用。然而，從理論上講，這個(gè)存在內(nèi)在的不一致性。這引起與研究，人們?cè)噲D探討一個(gè)更

第三章 基于幾何理論的計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，如圖 3-3 和 3-4 所示。為了簡(jiǎn)單起見，計(jì)算時(shí)采用一腰半徑 ω (z)的選�。阂�?yàn)楣庋霃降亩x是光斑能量減小到最大時(shí)候的值，應(yīng)此光腰半徑的選取應(yīng)該小于 COE 邊長(zhǎng)的一半 /20A 視的部分幾乎全落在 COE 內(nèi)，此次模擬，取 ω ( z )=3mm。定的參數(shù)為： λ =632.8nm，COE 的邊長(zhǎng) 10mm0A ＝， ω ( z )=3mm，界本別為 u 3mm1= 和 u 5mm0= ，f＝200，采樣點(diǎn)數(shù)為 n＝1000 點(diǎn)圖 3-7 所示，可以看到，在大約 f=160mm 左右，衍射效率最大，出，在 f=160mm 之前和以后，衍射效率會(huì)很快減小。由圖 3-8 所示差最小的點(diǎn)在 f=160mm 左右的某一點(diǎn)。這樣結(jié)合上面兩個(gè)圖，我們?cè)?f=160mm 左右的某一點(diǎn)上，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的搜尋，求得使衍方差最小的 f 值是 160mm。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號(hào)】：TP303.1

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 范君柳;液晶光閥的相位調(diào)制特性的研究及其在波面實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2008年

2 荊汝宏;液晶技術(shù)用于計(jì)算機(jī)光學(xué)元件的研究[D];電子科技大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2646683