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利用曲面计算全息图进行非球面检测 被引量：26
1
作者 卢振武 刘华 李凤有 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第6期555-559,共5页
研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm... 研究了利用曲面计算全息图进行非球面检测。分析了曲面计算全息图的衍射特性,给出了曲面计算全息图与传统检测方法相结合检测凹非球面和凸非球面的原理及特点,并进行了具体设计。利用激光直接写入设备,在口径为110mm、曲率半径为504mm的曲面基底上制作出了计算全息图,并对金刚石车床车削的凸面非球面进行了检测。利用两步测量法解决了凸非球面的中心部位难以检测的难题,同时利用旋转相减法消除了调节误差,非球面的面形精度为234nm(P V),与金刚石车床的精度相符。 展开更多
关键词 激光直写 非球面检测 计算全息图
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元宇宙中的动态全息三维显示:发展与挑战(特邀) 被引量：26
2
作者 曹良才 何泽浩 +1 位作者 刘珂瑄 隋晓萌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期259-273,共15页
相比二维显示,三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容,是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索,被认为是三维显示的终极实现方式,在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等... 相比二维显示,三维显示可以提供更接近真实世界的图像内容,是5G、大数据、元宇宙和物联网领域的关键性技术。计算全息三维显示可以提供所有种类的深度线索,被认为是三维显示的终极实现方式,在智能制造、远程教育、异地办公和娱乐社交等领域都具有广阔的应用前景。文中首先介绍了计算全息技术的发展历史和重要技术节点,分析了高质量全息动态三维显示面临的挑战,主要包括计算全息图重建质量不足、波前调制器件和全息显示系统性能受限以及三维内容源匮乏等,进一步介绍了已有的解决方案,比较了各类方案的优势与不足,进而分析了高质量全息动态三维显示的主要研究方向,包括低噪声全息图的获取、像质优化和畸变校正技术的开发以及三维内容源的构建。实现高质量、低噪声、无畸变、高刷新、真三维的动态全息三维显示,是计算全息显示发展的必由之路,也是元宇宙等典型应用对全息三维显示提出的必然要求。 展开更多
关键词 三维显示 元宇宙 计算全息 计算全息图 全息显示系统 三维内容源
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计算全息三维实时显示的研究进展 被引量：25
3
作者 贾甲 王涌天 +2 位作者 刘娟 李昕 谢敬辉 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2012年第5期12-20,共9页
计算全息三维实时显示是目前国际光学领域的研究热点之一。综述了计算全息三维显示技术研究的现状。从计算全息三维显示的原理出发,简介了全息图计算的复杂度、再现像尺寸与视场角等参数的关系以及影响再现图像质量的主要因素。分析了... 计算全息三维实时显示是目前国际光学领域的研究热点之一。综述了计算全息三维显示技术研究的现状。从计算全息三维显示的原理出发,简介了全息图计算的复杂度、再现像尺寸与视场角等参数的关系以及影响再现图像质量的主要因素。分析了各种获得高质量、大图像和宽视场角的全息三维实时显示技术方案,指出了其中存在的关键问题,并对全息三维实时显示的未来进行了展望。 展开更多
关键词 全息术 计算全息 三维实时显示 计算速度 视场角
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用计算全息图对非球面的高精度检测与误差评估 被引量：24
4
作者 高松涛 隋永新 杨怀江 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期102-108,共7页
计算全息图(CGH)作为零位补偿器,越来越广泛地应用于高精度非球面检测领域。CGH的设计、编码、加工和装调等误差,直接限制了非球面的检测精度。提出一种切实可行的检测非球面的流程与方法,完成了对CGH基底的标定、参考镜的绝对标定和CG... 计算全息图(CGH)作为零位补偿器,越来越广泛地应用于高精度非球面检测领域。CGH的设计、编码、加工和装调等误差,直接限制了非球面的检测精度。提出一种切实可行的检测非球面的流程与方法,完成了对CGH基底的标定、参考镜的绝对标定和CGH的畸变校正,实现对非球面的高精度检测。除了采用传统的平方根之和(RSS)误差合成分析方法外,还通过与无像差点法测量结果的对比,从实验上获得了此方法的测量精度。实验结果表明,利用CGH对非球面进行检测的精度可以达到3.9nm[均方根(RMS)值]。 展开更多
关键词 测量 非球面检测 计算全息图 绝对标定
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自由曲面的CGH光学检测方法与实验 被引量：16
5
作者 黎发志 郑立功 +2 位作者 闫锋 薛栋林 张学军 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第4期1052-1056,共5页
自由曲面能有效地简化光学系统结构并提高其性能,在照明光学系统和成像光学系统中均具有良好的应用前景。为了实现自由曲面的高精度光学检测,分析了自由曲面的计算机全息图(CGH)检测方法并讨论了它的限制因素;探讨了使用基准CGH区域解... 自由曲面能有效地简化光学系统结构并提高其性能,在照明光学系统和成像光学系统中均具有良好的应用前景。为了实现自由曲面的高精度光学检测,分析了自由曲面的计算机全息图(CGH)检测方法并讨论了它的限制因素;探讨了使用基准CGH区域解决自由曲面检测时的对准问题;设计并制作了直径为180 mm的CGH对某三次方项波前编码自由曲面(口径150 mm,PV为6λ,λ@632.8 nm)进行了光学检测,该方法的检测结果(0.068λrms)与非零位检测方法的检测结果(0.067λrms)一致,实验验证了自由曲面的CGH检测方法。该方法具有易对准、精度高和效率高的优点。 展开更多
关键词 计算全息图 自由曲面 光学检测
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利用反射全息实现计算全息三维显示 被引量：14
6
作者 拜晓慧 万琳 +2 位作者 任亚萍 黄艳芳 王辉 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期591-595,共5页
计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的... 计算全息和光学全息都可应用于三维显示,但各有自己的优势和缺陷.将计算全息和光学反射全息相结合,可以突破光学全息对记录物体的限制,进行虚拟物体或自然场景的全息图的制作,同时可以实现白光再现.本文首先用三维扫描仪获得实际物体的三维数据,用"点云算法"模拟得到其菲涅耳全息图透射率数据,采用计算全息打印机将其输出于全息记录介质,得到可光学再现的菲涅耳计算全息图H1.然后将H1作为光学全息的记录物体进行反射全息记录,将平面全息转化为体全息,实现了计算全息白光再现. 展开更多
关键词 计算全息 菲涅耳全息图 三维显示 反射全息
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动态数字彩虹全息显示的研究 被引量：12
7
作者 王媛媛 王辉 +1 位作者 任志君 叶慧 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第7期1018-1021,共4页
提出一种动态数字彩虹全息显示术,该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合,根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点,计算物点的线全息图上两个片断,使得两个全息图片断分别对应左右眼视图,同时... 提出一种动态数字彩虹全息显示术,该技术将计算机制全息术和动态双视彩虹全息合成术相结合,根据彩虹全息的基元全息图为“线全息图”以及双眼立体视觉的特点,计算物点的线全息图上两个片断,使得两个全息图片断分别对应左右眼视图,同时对彩虹全息图的狭缝像进行横向分割,使得不同区域成为物体不同姿态的视窗,从而达到动态显示的效果·给出了数字动态全息的计算方法,并得到了初步的实验结果· 展开更多
关键词 计算机制全息 动态全息 彩虹全息 体视全息对
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利用菲涅尔波带法计算三维全息 被引量：13
8
作者 张晓洁 刘旭 陈晓西 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第12期58-60,67,共4页
根据全息理论,从点光源菲涅尔全息图的计算出发,提出一种利用主菲涅尔波带计算三维物体菲涅尔全息图的方法。通过读取 3DS 文件直接获得三维物体表面各点的空间位置信息,模仿物理全息计算出点的菲涅尔图,将组成三维物体的各点的菲涅尔... 根据全息理论,从点光源菲涅尔全息图的计算出发,提出一种利用主菲涅尔波带计算三维物体菲涅尔全息图的方法。通过读取 3DS 文件直接获得三维物体表面各点的空间位置信息,模仿物理全息计算出点的菲涅尔图,将组成三维物体的各点的菲涅尔波带叠加从而获得三维物体的全息图。该方法区别于用菲涅尔衍射公式的传统全息计算,用加法运算代替指数、乘除运算,从而大大加快了计算输出全息图的速度,且具有信息连续、无冗余信息等特点。实验对由 1060 个采样点组成的物体进行全息计算,生成一幅 1024×768 的全息图,所需时间为 83s。 展开更多
关键词 信息光学 三维显示 计算机全息图 菲涅尔波带
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二元光学波面变形器件的研究 被引量：6
9
作者 包红春 邬敏贤 +1 位作者 金国藩 严瑛白 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第9期988-991,共4页
基于计算全息原理设计了二元光学波面变形器件，一块二元光学器件的衍射效率比计算全息可提高４倍，高斯波面整形需要二块整形光学器件，二元光学器件的激光利用率比计算全息提高１６倍，而且制做工艺简单．
关键词 二元光学 衍射效率 波面变形器件
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大视角计算机制彩虹全息图的研究 被引量：11
10
作者 李勇 王辉 +2 位作者 应朝福 蔡晓鸥 毛和法 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期595-597,共3页
提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法—计算机与光学相结合的两步法 采用这种方法 ,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小 ,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短 ,解决了目前计算机制全息用于显示实... 提出大视角计算机制彩虹全息图制作的新方法—计算机与光学相结合的两步法 采用这种方法 ,计算机制彩虹全息图的视角可以方便地做到适合显示需要的大小 ,并且全息图的计算时间比采用一般方法计算短 ,解决了目前计算机制全息用于显示实用化存在的难点 :庞大的计算量 。 展开更多
关键词 彩虹全息图 大视角 计算机 制作方法 光学
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考虑投影畸变设计大口径离轴非球面检测用计算全息图 被引量：12
11
作者 李明 罗霄 +3 位作者 薛栋林 赵晶丽 郑立功 张学军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1246-1253,共8页
对大口径离轴非球面进行零位补偿检测时,投影畸变过于严重的区域会由于干涉条纹密度过大而无法检测,从而使加工难以进行。针对此问题,本文采用相对畸变参数定量描述投影畸变,设计了自由度更高、补偿能力更强的计算全息图(CGH)检测方法... 对大口径离轴非球面进行零位补偿检测时,投影畸变过于严重的区域会由于干涉条纹密度过大而无法检测,从而使加工难以进行。针对此问题,本文采用相对畸变参数定量描述投影畸变,设计了自由度更高、补偿能力更强的计算全息图(CGH)检测方法。该方法在CGH设计阶段考虑投影畸变分布,选择合适的光路结构使得所有区域的投影畸变均较小。根据此方法,对直径为1.45m的离轴非球面设计了比零位补偿器畸变小的CGH。检测实验显示:使用设计的CGH可检测非球面的全口径面形误差,验证了在CGH设计阶段考虑投影畸变的正确性与实用性,表明该方法可解决加工过程中零位补偿器由于投影畸变导致部分区域不能检测的问题。以CGH的检测结果为指导,目前该1.45m直径的离轴非球面加工精度已达0.374λPV,0.023λRMS。 展开更多
关键词 投影畸变 大口径离轴非球面 计算全息图 光学检测
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基于计算全息元件的大口径非球面透镜透射波前检测方法 被引量：12
12
作者 何宇航 李强 +2 位作者 高波 魏小红 柴立群 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第2期107-112,共6页
针对大口径非球面透镜透射波前检测,提出了采用计算全息元件(CGH)作为光路相位补偿元件进行检测的方法。大口径非球面透镜透射波前通常采用球面干涉仪进行检测,为了达到零位检测的目的,在光路中往往需要加入相位补偿元件以补偿高阶像差(... 针对大口径非球面透镜透射波前检测,提出了采用计算全息元件(CGH)作为光路相位补偿元件进行检测的方法。大口径非球面透镜透射波前通常采用球面干涉仪进行检测,为了达到零位检测的目的,在光路中往往需要加入相位补偿元件以补偿高阶像差(HOA)。传统的折射式相位补偿元件的精度溯源比较困难,导致检测数据缺乏可信度。将CGH作为相位补偿元件可达到零位检测的目的。针对大口径非球面透镜的透射波前检测,设计并加工了相应的CGH作为相位补偿元件,并与传统的折射式补偿元件进行了对比测试。测试结果表明:两种相位补偿方法的测试数据具有良好的一致性,峰谷(PV)值的差值为0.034λ(λ为检测光的波长),均方根(RMS)值的差值为0.006λ,因此CGH作为相位补偿元件具有相当高的测试精度。 展开更多
关键词 测量 计算全息元件 干涉检测 零位测试 相位补偿 测量精度
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漫反射三维物体计算全息图算法研究 被引量：10
13
作者 李俊昌 桂进斌 +3 位作者 楼宇丽 彭祖杰 宋庆和 蔡光程 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2013年第2期119-125,共7页
对三维虚拟物体的计算全息图算法进行简要分析。基于分析研究结果,将三维物体表面视为形状及位置不同的直角三角形面元的组合,导出一种便于计算的三维物体计算全息图算法,给出光滑表面的三维物体计算全息图实例。基于采样定理,对漫反射... 对三维虚拟物体的计算全息图算法进行简要分析。基于分析研究结果,将三维物体表面视为形状及位置不同的直角三角形面元的组合,导出一种便于计算的三维物体计算全息图算法,给出光滑表面的三维物体计算全息图实例。基于采样定理,对漫反射三维物体计算全息图的算法进行探索研究,给出漫反射三维物体计算全息图实例。 展开更多
关键词 全息 空间曲面衍射计算 计算全息图 三维物体计算全息图
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用Matlab软件和LCD实现数字全息图的制作和再现 被引量：9
14
作者 康果果 谢敬辉 +2 位作者 齐月静 李闻 刘科 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期509-511,521,共4页
应用Matlab语言和液晶空间光调制器(LCD)实现了计算机全息图的快速制作,并对绘制出的傅里叶型计算机全息图进行了计算机模拟再现.结合博奇型和罗曼型不同的编码方法,讨论了应用Matlab语言制作计算机全息图的原理、方法和步骤,并分析了LC... 应用Matlab语言和液晶空间光调制器(LCD)实现了计算机全息图的快速制作,并对绘制出的傅里叶型计算机全息图进行了计算机模拟再现.结合博奇型和罗曼型不同的编码方法,讨论了应用Matlab语言制作计算机全息图的原理、方法和步骤,并分析了LCD器件的作用和局限.实验证明,这一方法与用传统语言编程和绘图的方法相比,可以减少3/4的计算量,输入一幅图像在电脑上运行,数秒钟后便可画出编码图和再现像. 展开更多
关键词 计算机全息图 傅里叶变换 再现像
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利用振幅光栅生成拉盖尔高斯光束的实验研究 被引量：11
15
作者 李丰 高春清 +1 位作者 刘义东 高明伟 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期860-866,共7页
拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束由于其独特的相位结构和轨道角动量特性在微粒旋转操纵和信息处理等方面得到了越来越多的重视.对利用振幅型叉状衍射光栅产生LG光束进行了理论分析,采用计算全息图的方法制作了振幅型叉状衍射光栅... 拉盖尔高斯(Laguerre-Gaussian,LG)光束由于其独特的相位结构和轨道角动量特性在微粒旋转操纵和信息处理等方面得到了越来越多的重视.对利用振幅型叉状衍射光栅产生LG光束进行了理论分析,采用计算全息图的方法制作了振幅型叉状衍射光栅,实验上获得了角量子数为±1的LG光束,并对光束变换过程中影响光束特性的主要因素进行了讨论. 展开更多
关键词 信息光学 拉盖尔高斯光束 计算全息光栅 光束轨道角动量
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半色调编码计算全息图的数字水印方法 被引量：10
16
作者 彭翔 白伟东 田劲东 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1011-1017,共7页
提出一种新的基于信息光学的数字水印方法。该方法将水印信息隐藏于半色调编码的计算全息图之中。通过相位复原技术将需隐藏的水印信息编码为相位函数嵌入在复波前中,其振幅定义为宿主图像,通过计算全息记录复波前并对全息图进行半色调... 提出一种新的基于信息光学的数字水印方法。该方法将水印信息隐藏于半色调编码的计算全息图之中。通过相位复原技术将需隐藏的水印信息编码为相位函数嵌入在复波前中,其振幅定义为宿主图像,通过计算全息记录复波前并对全息图进行半色调编码完成水印信息的嵌入。水印的提取过程只需对含有水印信息的半色调图像进行光学或数字的傅里叶变换即可完成。并给出了算法有效性的理论分析和仿真实验结果。结果证明这种水印技术对于各种数字图像处理操作具有很高的稳健性,且半色调编码图的二值特性使嵌入水印具有很强的抗打印、抗复印、抗扫描的能力。 展开更多
关键词 信息光学 信息隐藏 数字水印 计算全息 半色调编码
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非线性限幅傅里叶计算全息的数字水印方法 被引量：11
17
作者 陈大庆 周皓 +1 位作者 陶智 顾济华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期44-50,共7页
基于信息光学理论提出了一种非线性限幅傅里叶计算全息的信息隐藏方法,使数字水印具有更好的稳健性。在传统傅里叶变换全息基础上提取计算全息图的振幅和相位,将相位信息作为输入函数,振幅信息转换成偏置函数,经过非线性限幅处理后得到... 基于信息光学理论提出了一种非线性限幅傅里叶计算全息的信息隐藏方法,使数字水印具有更好的稳健性。在传统傅里叶变换全息基础上提取计算全息图的振幅和相位,将相位信息作为输入函数,振幅信息转换成偏置函数,经过非线性限幅处理后得到二元傅里叶计算全息图。由于二元全息图比普通全息图具有更强的抗噪性能,从而大大提高了数字水印的稳健性。为了提高水印的抗压缩能力,通过离散余弦变换在频域嵌入宿主图像中。理论分析和仿真实验表明,该技术对有损压缩、剪切和滤波等多种图像处理操作均具有很高的稳健性,比传统傅里叶计算全息水印的稳健性有很大提高。 展开更多
关键词 傅里叶光学 信息光学 数字水印 非线性限幅 计算全息
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基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究 被引量：10
18
作者 赵付丽 章鹤龄 +1 位作者 邢敬婷 冯秀梅 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第6期953-957,共5页
应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,... 应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分别绘制了菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理、方法和步骤。利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟。与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像。 展开更多
关键词 计算全息图 傅里叶变换 菲涅耳全息图 MATLAB 数字再现
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大偏离度非球面检测畸变校正方法 被引量：10
19
作者 高松涛 武东城 苗二龙 《中国光学》 EI CAS CSCD 2017年第3期383-390,共8页
在高数值孔径(NA)投影光刻物镜中,随着数值孔径的增加,非球面的偏离度越来越大。对这种大偏离度非球面进行亚纳米量级的检测,一直是光学检测的一大难题。本文首先对一偏离度超过500μm的偶次高次非球面进行了计算全息图(Computer-Genera... 在高数值孔径(NA)投影光刻物镜中,随着数值孔径的增加,非球面的偏离度越来越大。对这种大偏离度非球面进行亚纳米量级的检测,一直是光学检测的一大难题。本文首先对一偏离度超过500μm的偶次高次非球面进行了计算全息图(Computer-Generated Hologram,CGH)设计,设计出了满足高精度面形检测和刻蚀加工要求的CGH。然后,针对此设计方案,定量分析了CGH的成像畸变及畸变对像差分析的影响。分析结果表明,不同径向位置的成像倍率偏差(畸变)最大达到了2.7∶1,并且由于畸变的存在,低阶像差衍生出了明显的高阶像差。最后,针对用CGH检测大偏离度非球面时出现的成像畸变,提出了采用光线追迹与最小二乘法相结合的成像畸变的校正方法,并通过实验验证了此方法的准确性。实验结果表明,畸变校正之后相对剩余残差小于0.2%,可以满足高精度非球面检测加工的要求。 展开更多
关键词 计算全息图 CGH 畸变 非球面检测
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用改进的两步模拟退火法进行二元光学元件的设计 被引量：8
20
作者 康果果 谢敬辉 +2 位作者 莫晓丽 王旦福 张浩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1416-1419,共4页
为了减少二元光学元件设计的计算量并提高设计精度,在对现有算法机理进行深入分析的基础上,提出了适用于二元光学元件设计的两步模拟退火法.该算法在整个退火过程中采用先量化后优化的策略,并将优化过程分为两个阶段:搜索并锁定最优解区... 为了减少二元光学元件设计的计算量并提高设计精度,在对现有算法机理进行深入分析的基础上,提出了适用于二元光学元件设计的两步模拟退火法.该算法在整个退火过程中采用先量化后优化的策略,并将优化过程分为两个阶段:搜索并锁定最优解区间;快速收敛到最优解.模拟实验显示,与传统设计方法相比,该算法不仅保持了全局寻优的特点,而且提高了稳健性和效率.算法剔除了对设计结果影响较大的量化误差,提高了设计精度.用此法实例设计了单焦面辐射聚焦元件,得到了与目标图像一致的光学实验结果. 展开更多
关键词 衍射光学 二元光学元件 模拟退火 优化算法 计算全息
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