基于模拟退火算法下多位相型达曼光栅分束器的设计

针对传统达曼光栅分束器衍射效率与光强度均匀性低等问题,提出了一种基于模拟退火算法下多位相型达曼光栅分束器的设计方法;基于标量衍射理论,对多位相型Dammann光栅分束器的相位结构设计进行研究;在原二值型突变点坐标的基础上,使用模拟退火算法对光栅一个周期内的位相结构进行离散、调制,并合理的控制目标函数来对相位结构进行优化设计;其次,以9×9点阵Dammann光栅分束器的位相结构设计为例进行仿真分析,得到了衍射效率为85.3%、光强不均匀性为0.0952%、均方根误差为8.2×10-5的位相型分束光栅;最后,进行实验验证,得到衍射效率达到73.5%、光强不均匀性达到10.0%、均方根误差达到0.255;结果表明,该方法具有优越性和实用性,为实际应用中三维测量结构光的产生提供了理论基础。

二元位相型光栅分束器的改进设计方法

为改进传统分束光栅的设计中不考虑光栅的实际周期长度、光栅深度、基底厚度等因素对各透射级次光波振幅的影响,设计结果与实际制作光栅的分束效果相比差距较大的不足之处,基于矢量衍射理论,提出了光栅分束器的改进设计方法。改进前后的主要不同之处在于计算透过率函数时是否考虑光栅实际参数对入射光的影响。由于比传统方法的设计基础更严格,因而从与实验结果的对比情况看,改进方法提高了设计结果与实际情况的符合程度。