基于改进GS算法设计DOE制备紫外波段微米级均匀光斑

利用衍射光学元件(DOE)对紫外激光进行相位调制,可在远场衍射获得微米级均匀光斑。该方法的优点为:可灵活设计均匀光斑的形状、尺寸;具有较高的能量损伤阈值,适用于高功率光源。DOE设计的难点在于制备微米级均匀光斑的同时,兼顾陡度、均匀度等参数指标。基于解析法设计DOE生成的均匀光斑过渡区陡度变化缓慢,可有效利用的均匀区域较小,不适合制备小尺寸均匀光斑。此外,基础Gerchberg-Saxton(GS)算法制备微米级平顶光束,整形效果不明显,均匀度无法满足应用要求。将基础GS算法收敛结果作为改进GS算法的初始相位,改进GS算法在频域设置信号区和噪声区,并限制频域振幅分布,在理论上具备可行性。分析了离焦误差影响,并进行了实验验证,发现实验结果与理论结果具有一致性。