衍射光學(xué)元件實現(xiàn)多模激光光束整形的研究

衍射光學(xué)元件（DOE）具有體積小、重量輕、容易復(fù)制的優(yōu)點，并且能夠?qū)⑤斎牍庹纬扇我廨敵龇植?，因此使用DOE 進行光束整形是一種極為有效的方法。通常采用G-S 算法及其改進算法和模擬退火算法等全局搜索算法，以及兩類算法的混合來進行DOE 元件的優(yōu)化設(shè)計。從設(shè)計原理可知，這類衍射光學(xué)元件的設(shè)計是對確定的輸入，輸出光強分布進行迭代得到的，設(shè)計得到的衍射光學(xué)元件只能用在特定的輸入光強分布的光學(xué)系統(tǒng)中，該元件的使用寬容度比較小。當(dāng)輸入光強分布變化較大時，該元件就不再滿足使用要求。激光器輸出的多模激光一般都不穩(wěn)定，而且很難用準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)表達式表達，因此使用DOE 進行整形比較困難。在多模激光的勻化整形過程中多使用微透鏡陣列結(jié)構(gòu)組成的復(fù)眼透鏡，該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點就是對輸入不敏感，但是輸出光的輪廓受透鏡單元形狀的影響只能整形成多邊形。因此要將多模激光整形成任意的輸出光強分布，還要使用DOE。使用DOE 對多模激光進行整形，要解決的問題主要有：將多模激光用數(shù)學(xué)表達式進行表示，以方便DOE 的設(shè)計；另外，由于多模激光不穩(wěn)定，需要采用新的DOE 結(jié)構(gòu)提高該元件的使用寬容度。