【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光学设计领域,具体涉及一种基于自动微分和自由曲面的衍射光学元件设计方法。
技术介绍
1、激光光束整形作为激光加工技术的关键环节,通过精确调控激光光束的空间分布特性,可有效提升激光增材制造、激光焊接、晶圆激光退火等先进激光加工技术的精度和速度,为现代制造业的高质量、高效率生产提供有力支持。衍射光学元件(doe)作为激光光束整形的关键利器,展现出展现出巨大的技术力量。
2、然而,传统的面向光束整形的doe设计方法,如迭代傅里叶变换方法(包括gerchberg-saxton算法及其改进算法)和模拟退火算法,均存在一定的局限性。迭代傅里叶变换算法易于陷入局部最优解,且其效果高度依赖于初始相位的选择;而模拟退火算法虽然能够找到更好的全局最优解,但其计算过程耗时较长,效率低下。更为关键的是,这些传统算法设计得到的相位分布往往是无序的,不仅增加了doe的加工难度,而且随机相位中存在的相位奇点还会引发散斑噪声,进而显著影响目标面上的光束整形性能。
3、为了克服这些挑战,一种结合几何光学和迭代傅里叶变换算法的复合设计
...【技术保护点】
1.基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:所述步骤一中,fi,j(x,y;σnp,i,j)基函数具体形式为高斯径向基函数或B-spline函数。
3.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于,所述步骤二中,np|p=1=5、mp|p=1=5。
4.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:所述步骤三中标量衍射理论包括角谱计算方法、瑞利索
...【技术特征摘要】
1.基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:包括以下步骤,
2.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:所述步骤一中,fi,j(x,y;σnp,i,j)基函数具体形式为高斯径向基函数或b-spline函数。
3.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于,所述步骤二中,np|p=1=5、mp|p=1=5。
4.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于:所述步骤三中标量衍射理论包括角谱计算方法、瑞利索末菲卷积计算方法、菲涅尔衍射计算方法和夫琅和费衍射计算方法。
5.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于,所述步骤四中损失函数包括均方根偏差和相对均方根偏差。
6.如权利要求1所述的基于自动微分和自由曲面技术的衍射光学元件设计方法,其特征在于,所述步骤五中基于微分的优化器包括随机梯度下降...
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