發(fā)布時間：2020-05-01 13:15

【摘要】： 在激光的實際應用中,根據(jù)不同的要求,人們常常需要將激光束光強分布加以整形。例如整形為矩形、圓形等。傳統(tǒng)光學元件難以實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,而用計算全息圖效率太低。由于計算機光學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算機光學元件的理論設(shè)計、計算機模擬、實驗研究。 本文主要基于幾何理論和標量理論來設(shè)計計算機光學元件表面的浮雕高度,文中用幾何理論推導出了把高斯光束整形為四個矩形光斑束,正方框形光束、矩形平頂光斑的計算機光學元件表面的浮雕公式;通過計算機輔助設(shè)計,計算得到了計算機光學元件表面上的浮雕高度,設(shè)計出了計算機光學元件。計算機模擬成像結(jié)果與預期得到的衍射圖樣相符合;文中還討論了設(shè)計參數(shù)對成像質(zhì)量的影響規(guī)律。 同時,本文還用標量理論設(shè)計了把高斯光束整形為雙圓斑形光束的計算機光學元件,文中主要是參考改進的GS(Gerchberg-Saxton)算法;通過計算機模擬,得到了計算機光學元件表面的相位浮雕圖。計算機模擬得到的成像結(jié)果與預期衍射圖樣相符合;文中還設(shè)計了把高斯光束整形為燈籠形光束的計算機光學元件,模擬結(jié)果與預期結(jié)果相符合。 文中對上述兩種設(shè)計理論得到的模擬結(jié)果進行了比較,得出有一定參考價值的結(jié)論,隨后對利用液晶相位改變原理實現(xiàn)之前設(shè)計的相位分布進行了理論和實驗的探討,對今后設(shè)計計算機光學元件具有參考性意義。 文章的第五章進行了膠片實驗和強度型液晶盒實驗驗證,取得了比較滿意的實驗結(jié)果,并對比了兩種實驗方法的實驗結(jié)果,同時也證明了設(shè)計方法和理論推導的正確性。
【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：在光的光振動是由該點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)從波動的微分方程出的格林(Green)函數(shù)作了理論推導，得到了更精確的數(shù)學公式，，即式：( )dsnGUnUU P∫∫GΣ =4π10(2夫衍射公式(2-26)可以給出與實際符合很好的結(jié)果，因而在實際中用。然而，從理論上講，這個存在內(nèi)在的不一致性。這引起與研究，人們試圖探討一個更

第三章 基于幾何理論的計算機光學元件的設(shè)計之間的關(guān)系，如圖 3-3 和 3-4 所示。為了簡單起見，計算時采用一腰半徑 ω (z)的選取：因為光腰半徑的定義是光斑能量減小到最大時候的值，應此光腰半徑的選取應該小于 COE 邊長的一半 /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 10mm0A ＝， ω ( z )=3mm，界本別為 u 3mm1= 和 u 5mm0= ，f＝200，采樣點數(shù)為 n＝1000 點圖 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，衍射效率會很快減小。由圖 3-8 所示差最小的點在 f=160mm 左右的某一點。這樣結(jié)合上面兩個圖，我們在 f=160mm 左右的某一點上，通過對計算結(jié)果的搜尋，求得使衍方差最小的 f 值是 160mm。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2006
【分類號】：TP303.1

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 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時轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的應用[D];蘇州大學;2008年

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

本文編號：2646683