一种基于几何相位光学元件的多阶微分器设计方法技术

本发明专利技术涉及一种基于几何相位光学元件的多阶微分器设计方法。根据几何相位原理设计表面快轴具有特殊分布的几何相位光学元件，将这种几何相位光学元件放置在4f系统的频谱面上，并在前后加上正交的偏振片，则像面上的光场为物面上光场的微分运算。目前光学微分运算装置基本局限于一阶和二阶微分，本方法可以实现一阶、二阶、三阶及以上的微分运算，且设计方法具有统一性和灵活性，可以应用于图像边缘提取、相衬显微成像、光场调控等方面。本方法相较于以往的光学微分运算方法具有高阶微分运算能力、运算较为标准、设计方法统一的优势，通过图像边缘特征提取的实验验证具有良好的效果，本方法属于光学模拟计算范畴。方法属于光学模拟计算范畴。方法属于光学模拟计算范畴。

【技术实现步骤摘要】
一种基于几何相位光学元件的多阶微分器设计方法


[0001]本专利技术涉及一种基于几何相位光学元件的多阶微分器设计方法,不同于目前已有的一阶及二阶光学微分运算方法，本方法通过对几何相位光学元件表面快轴分布进行设计，提出了一种可以进行包括一阶、二阶、三阶及以上微分运算的几何相位光学元件通用设计方法，设计出了不同形式的多阶微分算子相应的几何相位光学元件表面快轴分布图，将几何相位光学元件加工后通过实验成功实现了不同类型的光学多阶运算，将其初步应用于图像边缘检测。本方法相较于以往方法在光学微分运算阶数较多和统一灵活的设计方法上具有优势，属于光学模拟计算范畴，可以应用于光学衍射元件的设计。
技术背景
[0002]由于数字计算机需要把模拟信号转化为数字信号进行储存、读取和计算，其计算实时性和计算速度都受到限制，且随着摩尔效应的逐渐失效，数字计算机的运算速度也难以再次突破，所需计算的数据量则呈现爆炸式增长的局面。人们为了解决计算规模越来越庞大、计算实时性要求越来越高的问题，开始发展基于其他体制的计算方法，例如量子计算和光学模拟运算。光学模拟运算的速度以光速进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于几何相位光学元件的多阶微分器设计方法，其特征在于：目前已有的光学微分运算普遍是一阶或二阶的微分运算，对于高阶的微分运算很少涉及，为了实现更高阶的光学微分运算，将几何相位光学元件放置在4f系统的频谱面上，并在几何相位光学元件前后的光路中放置正交偏振片，该装置可以将频谱面上由几何相位产生的相位传递函数转化为振幅传递函数，将振幅传递函数设计成多项式函数即可实现空间域的微分运算，根据所需多阶微分的振幅传递函数设计几何相位的分布，并将该几何相位表达为几何相位光学元件的快轴分布，实现多类型的多阶微分运算，可以应用于图像的边缘检测及光场调控等。2.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘通，图英楠，任元，刘政良，熊振宇，李瑞健，梁雨田，
申请(专利权)人：中国人民解放军战略支援部队航天工程大学，
类型：发明
国别省市：