一种单片式全可见光成像衍射透镜及设计方法技术

本发明专利技术属于光学领域，为了解决ADL优化设计过程中对计算机资源的需求过高、优化结果能量利用率低、设计中出现的映射偏心等问题，提出一种单片式全可见光成像衍射透镜及设计方法。通过设置输入平面波矩阵，构建平面波经ADL的神经网络成像模型，以损失函数作为ADL表面微结构的优化标准，以PSF和OTF作为ADL的成像约束条件设计了一种单片式全可见光成像衍射透镜。该透镜可以对全可见光进行成像，且降低了当前ADL设计的算法复杂度，解决了设计中存在的缺陷。在的缺陷。在的缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种单片式全可见光成像衍射透镜及设计方法


[0001]本专利技术涉及衍射光学元件成像领域，具体为一种基于梯度反向传播机制的单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法。

技术介绍

[0002]衍射光学元件(Diffractive Optical Elements,DOE)，是通过计算机辅助设计技术，用微细加工工艺，在片基或传统光学器件表面刻蚀形成的台阶甚至连续形状的浮雕结构，从而实现相位调控、波面变换的器件。DOE具有体积小、重量轻、衍射效率高、设计自由度多等特点。
[0003]传统的DOE设计需要已知光学系统中入射光场和输出平面的光场分布，从而计算输出平面上调制元件的相位分布，使其正确调制入射光场，实现所需功能。基于标量衍射理论的DOE设计可以看作一个优化设计问题。目前，基于这一思路的优化算法主要有盖师贝格
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撒克斯通(Gerchberg
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Saxton Algorithm,G
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S)算法、模拟退火算法（Simulasted Annealing Algorithm,SA）和遗传算法（Gen本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法，其特征在于，包括基于神经网络的ADL微结构分布优化的设计算法和ADL成像复原算法。2.根据权利要求1所述单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法，其特征在于，基于神经网络的ADL微结构分布优化的设计算法是通过推导入射平面波经ADL的成像过程，得到ADL的光学函数PSF和OTF作为约束并建立损失函数，从而优化ADL的表面微结构；然后使用ADL成像复原算法对其进行仿真成像并输出。3.根据权利要求2所述单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法，其特征在于，基于神经网络的ADL微结构分布优化过程中，将二维的ADL微结构分布引入同心圆环模型分解一维旋转对称微结构分布模型，在ADL一维旋转对称微结构分布模型基础上，推导得到不同波长的PSF和OTF作为成像评价结果。4.根据权利要求2所述单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法，其特征在于，损失函数有两种；第一种是理想图像与ADL仿真成像之间的损失函数；第二种是约束ADL成像产生的损失函数。5.根据权利要求4所述单片式全可见光成像衍射透镜的设计方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：许峰，林槟，周泉，马顾，刘添裕，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：