利用分数傅里叶变换设计衍射光学元件

本文讨论了分数傅里叶变换与菲涅耳衍射的关系，提出球面衍射过程就是一种具有尺度因子的分数傅里叶变换，并应用分数傅里外交换进行衍射光学元件的设计．

利用分数傅里叶变换设计衍射光学元件

讨论了分数傅里叶变换与菲涅尔衍射的关系,提出球面衍射过程就是一种具有尺度因子的分数傅里叶变换,并应用分数傅里叶变换进行衍射光学元件的设计。

YG算法设计分数傅里叶变换衍射光学光束整形器件

针对分数傅里叶变换衍射光学光束整形器件,比较了按离散点与按菲涅耳积分计算得到的变换矩阵间的差距,从中分析得出按离散点计算的变换矩阵引入的离散化误差与分数傅里叶变换系统参数的关系.模拟计算结果表明,该离散化误差不能忽略.为了在输出面上得到真实的光强分布,应采用菲涅耳积分计算其变换矩阵.鉴于该变换矩阵非幺正,本文利用YG算法进行了光束整形器件的设计.

分数傅里叶变换和失调光学系统的衍射积分公式

空域中光束通过失调的 ABCD光学系统的衍射积分公式在满足一定条件下 ,可实现分数傅里叶变换 .同时 ,对角谱通过失调的 ABCD光学系统变换的频域衍射积分公式也可实现分数傅里叶变换 .最后 ,以单透镜失调光学系统为例说明其应用 .

失调光学系统衍射的分数傅里叶变换表述

本文对一般的失调多元件光学系统衍射积分公式进行了整理分析 ,在空域和频域中分别引进缩放变量 。

空域中失调光学系统衍射的分数傅里叶变换描述

：本文对失调的ＡＢＣＤ光学系统衍射积分公式进行了整理分析，在讨论几种特殊情况后，引进缩放变量，讨论得到了满足一定条件下，在与输出面相切的球面上的复振幅分布，可表述为输入面复振幅的分数傅里叶变换。

基于迭代傅里叶变换算法的光束整形元件位相编码的优化设计

基于迭代傅里叶变换算法 ,提供了对具有 2个台阶二元光束整形元件进行位相编码的优化设计方法 ,详细研究了初始位相选取以及引入强度自由度、位相自由度在迭代傅里叶变换算法中对再现像品质的影响 。

基于相位混合算法的衍射光学元件优化设计方法

在光束整形衍射光学元件的设计中,为提高目标衍射图样的重构精度,提出了一种基于相位混合的迭代算法。该算法采用复振幅每次迭代循环的初始相位与返回相位的加权和为驱动函数,并以每次循环开始和结束时的光强比较作为光束相位变换的判据。简单讨论了Gerchberg-Saxton(GS)算法的缺陷,并以高斯分布-均匀分布和高斯分布-环分布为例,对比了改进算法与GS算法的设计结果。计算机仿真结果表明,改进算法的极限收敛精度比GS算法高几个数量级,其能量利用率、顶部不均匀性等指标也均优于GS算法。该算法能获得重构精度较高的输出图样,对衍射光学元件的优化设计具体参考意义。

规范光学分数傅里叶变换下的光学传递函数

基于规范光学分数傅里叶变换,从光学传递函数概念出发,根据菲涅耳衍射、夫琅和费衍射定义,应用线性系统理论,分别给出了菲涅耳与夫琅和费衍射系统在规范分数傅里叶变换下的光学传递函数数学表达式。证明了其具有分数傅里叶变换的级联性,指出常规傅里叶变换下的光学传递函数为分数传递函数的特例。所得结果对光学分数傅里叶变换在信息处理、像质评价等方面的应用具有实用价值。

会聚球面波照明下由菲涅耳衍射实现分数傅里叶变换

提出了在会聚球面波照明下，用菲涅耳衍射实现分数傅里叶变换的光学装置。定量得出了为实现分数傅里叶变换系统结构参数应满足的条件。分析表明，利用该系统可实现任意阶分数傅里叶变换。

台阶光栅衍射效率的傅里叶分析

用傅里叶方法对台阶光栅衍射效率进行了分析，得出任意台阶数，任意台阶高度的二元光栅任意级次的衍射效率公式。针对二台阶光栅分析了台阶高度，台阶宽度，不同波长对＋１级衍射效率的影响，理论图像清晰，结果简单明了。

失调单球面折射系统的衍射积分和分数傅里叶变换

根据球面的几何特征,分析了单球面折射光学系统折射面倾斜和偏心时的失调特征;由失调元件矩阵和共轴元件矩阵的依次相乘,得到了完备的描述失调单球面折射光学系统的矩阵;从系统衍射积分与失调矩阵元的关系导出了该系统的失调衍射积分,并利用单球面折射光学系统的分数傅里叶变换结构参数得到了系统失调时的分数傅里叶变换结果.这些结果可用于数值计算和模拟该系统失调时对输入复振幅的衍射和分数傅里叶变换.

互补分形图像的光学傅里叶变换

从理论上推导了SC分形图像的衍射强度表达式 ,并用光学方法进行了SC分形互补屏的傅里叶变换。在频谱面上除中心处 ,分形互补屏给出了相同的衍射图样 ,而且也具有对称性和自相似嵌套结构。实验结果与理论上推导出的表达式相吻合 ,同时 。

任意阶分数傅里叶变换光学系统

由菲涅耳衍射原理导出利用双透镜系统实现任意阶分数傅里叶变换的条件,给出分数傅里叶变换的阶及族参数与系统参数之间的一般关系,并对几种特殊情况进行了讨论。

用单次菲涅尔衍射实现分数傅里叶变换

提出一些实现分数傅里叶变换的新的基本模式。这些基本模式仅使用一个透镜和单次菲涅尔衍射。给光学设计增加一些新的可选基本类型。对于给定焦距的透镜，它能完成的分数傅里叶变换是Ｌｏｈｍａｎｎ给出的单透镜结构无法实现的。

角谱理论用于衍射光学元件数字仿真

本文采用衍射角谱理论对衍射光学元件的光场分布进行数字计算。该理论包括两种表达方式:既可用含有传递函数的等式表达,也可用含有点扩散函数的等式表达。这两种计算方法在本质上是一致的。然而,在MATLAB计算过程中,它们又具有不同的适用条件,通过分析,将它们分为近场算法和远场算法,并且展示了它们的计算实例。结果表明,在标量衍射理论成立的条件下,不改变衍射元件抽样间隔和抽样点数,利用这两种算法能够快速、准确计算不同位置处的衍射图样。该方法对衍射光学元件像面光场分布的精确计算具有重要的意义。

傅里叶变换的无透镜光学实现

用发散球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射 ,实现物体的傅里叶变换 ;用汇聚球面波照明物体的自由空间菲涅耳衍射 ,实现物体的逆傅里叶变换 .提供了一种无透镜傅里叶变换模式 ,对光学信息处理具有实用价值 .