衍射光学元件的计算机设计方法PDF电子书下载

第1章　衍射光学简介 1

1.1 波带衍射光学元件的功能 1

1.2 波带边缘与光学元件的相位函数 5

1.3 利用数字全息方法制作衍射光学元件 9

1.4 光线追迹法设计DOE 17

1.5 衍射光学中相位的采样与量化 24

1.6　DOEs的计算机辅助设计 33

参考文献 36

第2章　设计衍射光学元件的迭代方法 39

2.1 引言 39

2.2 误差减少算法 40

2.3 输入-输出算法 42

2.4 自适应加法算法 43

2.5 自适应乘法算法 49

2.6 自适应正则化算法 52

2.7 计算DOE相位的梯度算法 56

2.8 迭代算法在DOEs设计中的应用 58

参考文献 116

第3章　基于电磁理论设计衍射光学元件 123

3.1 阶梯轮廓反射光栅的衍射 123

3.2 连续轮廓反射光栅的衍射 130

3.3 透射介质光栅的衍射 137

3.4 求解衍射光栅设计反求问题的梯度方法 153

3.5 二维反射结构的衍射 168

3.6 合成DOEs的梯度方法 181

3.7 波带结构衍射的渐进分析 183

3.8 使用有限差分方法模拟电磁波的传播 192

3.9 减反结构中电磁脉冲传播问题的分析 201

3.10　结论 204

参考文献 205

第4章 衍射光学元件的加工工艺 207

4.1 相位微浮雕的类型及其加工 207

4.2 光刻法加工DOEs 210

4.3 电子束刻蚀加工DOE 223

4.4 连续微浮雕的生成 228

4.5 刻蚀工艺 233

4.6 激光辅助金刚石薄膜结构生成衍射微浮雕 236

4.7　DOE微浮雕的复制 244

4.8　DOEs的自动化实验研究及工艺试验 246

4.9　DOE合成与软件应用实例 250

4.10　结论 256

参考文献 256

第5章　衍射光学元件聚焦激光束 261

5.1 引言 261

5.2 聚焦成线条的DOE的几何光学计算方法 262

5.3 几何型DOE的设计与研究 269

5.4 聚焦到二维区域上的DOE：矩形坐标法 294

5.5 多焦点DOE 299

5.6 衍射多焦点透镜 309

5.7 二级DOEs 313

5.8 光谱DOEs的设计 316

参考文献 328

第6章　衍射光学元件选择激光模式 334

6.1 激光模式 334

6.2 利用DOEs产生与选择激光模式 353

6.3　DOEs在数据获取、传输和存储系统中的应用 387

6.4 结论 396

参考文献 396

第7章　衍射光学元件产生周期性光束 400

7.1 引言 400

7.2 纵向周期性光场的相位形成 405

7.3 一种能产生旋转多模贝塞耳光束的DOE的设计算法 412

7.4 利用二元相位DOE产生双旋转“衍射受限”光束 415

7.5 可以产生多模高斯-拉盖尔光束的DOE 419

7.6 在自由空间和光纤中多模GL光束的旋转 426

7.7 利用二元相位衍射光学产生旋转GL光束 431

7.8 自由空间中的广义厄米特光束 435

7.9 使用二元DOEs产生GH模式 442

7.10　多模GH光束的自成像 447

7.11 结论 451

参考文献 452

第8章 衍射光学元件实现波面校正 456

8.1 波面产生的问题 456

8.2 用于分析非球面的DOE辅助光学系统 456

8.3 平板补偿器的设计 458

8.4 补偿器的光谱特性 460

8.5 参考波前的精度特性 461

8.6 补偿器相位函数的采样、量化对参考波面精度的影响 464

8.7 利用较小的相对孔径生成波面 466

8.8 轴对称补偿器 468

8.9 高次波面的生成 472

8.10　非轴对称波面的生成 473

8.11　旋转波面离轴区的生成 474

8.12　生成所需强度分布的波面 478

8.13　设计DOE生成给定相位分布的迭代算法 482

8.14　实际应用 488

参考文献 489

第9章 衍射光学元件用于照明装置 491

9.1 衍射光学在照明装置中的应用前景 491

9.2 基于DOE的照明装置的设计技术 492

9.3 设计包含多阶DOEs的装置 495

9.4　DOE辅助聚焦装置的研究结果 496

9.5 设计基于DOE的汽车前灯 498

9.6 共面照明设计 499

9.7 基于DOE的照明装置的测试结果 502

9.8 结论 504

参考文献 504

第10章　衍射光学元件用于光学数据处理 506

10.1 图像特征的光学产生 506

10.2　光场的正交基展开 508

10.3　方向场和空间频率场的光学重构 536

10.4　雷顿变换的光学实现 563

10.5　结论 565

参考文献 565