[发明专利]连续型螺旋相位板设计方法

权利要求书

1.一种连续型螺旋相位板设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

A.确定激光的波长λ、通光口径S及激光对应的光场分布E₁；

B.确定波长λ对应的目标图像分布I和成像距离L；

C.根据通光口径S与目标图像分布I确定拓扑荷数l和元件尺寸D；拓扑荷数l、旋转方位角θ与波前W之间的关系如式(1)所示：

D.确定高斯型数字滤波器的标准差σ与标准差调整因子ε，高斯型数字滤波器函数表达式如式(2)所示：

ε取值范围为(-δ％,δ％),δ为大于0且小于100的任意实数；

E.将步骤D中h(x,y)与波前W(x,y)进行二维卷积运算，获得完全连续分布的螺旋波前W′_fc：

W′_fc(x,y)＝h(x,y)*W(x,y) (3)

F.将完全连续分布的螺旋波前W′_fc进行工艺仿真，获得预计的波前残差分布W(i,j)，并计算波前误差参数RMSerr：

W(i,j)为波前残差分布，为波前残差分布的平均值；N_i、N_j为波前残差数据矩阵的行数与列数；

G.光学模拟：根据衍射理论模拟成像距离L处螺旋波前W′_fc对应的环形光强度与理想光强度之间的光强偏差Is，如式(5)所示，并计算环带区域光强偏差Is的均匀性参数C_k，如式(6)所示：

(x₁,y₁)为输入面坐标，(x₂,y₂)为成像面坐标，Is_aver为环带区域Area_ring的光强偏差平均值；

H.将波前误差参数RMSerr和光强均匀性参数C_k带入费用函数Cost：

Cost＝α·RMSerr+(1-α)·C_K (7)

α为权重因子，其理论取值范围为0～1，其确切值由连续抛光工艺与物理实验需求共同确定；

I.重复步骤E至H，调整标准差调整因子ε值，当费用函数Cost最小时，迭代完成，获得满足连续抛光工艺和光场性能要求的连续型螺旋相位板的波前分布W_fc。