Дизайн гармонических ДОЭ для формирования заданных распределений интенсивности
Автор: Л.Л. Досколович, Е.В. Бызов, Н.В. Головастиков, Е.А. Безус, Д.А. Быков, Р.В. Скиданов
Журнал: Компьютерная оптика @computer-optics
Рубрика: Дифракционная оптика, оптические технологии
Статья в выпуске: 3 т.50, 2026 года.
Бесплатный доступ
Предложен метод расчета дифракционных оптических элементов с гладкой фазовой функцией, обобщающих гармонические дифракционные линзы и предназначенных для формирования заданного распределения интенсивности при нескольких гармонических длинах волн. В рамках метода фазовая функция задается в виде разложения по некоторой системе гладких и дифференцируемых функций. Коэффициенты разложения рассматриваются как параметры оптимизации и рассчитываются градиентным методом из условия минимизации функции ошибки, представляющей отличие формируемого и заданного распределений интенсивности. Представлены примеры расчета гармонических дифракционных оптических элементов с фазовой функцией в виде суммы B-сплайнов, и показано, что для хорошей работоспособности указанных элементов необходимо в функции ошибки явно учитывать вид формируемых распределений интенсивности не только на центральной длине волны, но и на других гармонических длинах волн.
Дифракционный оптический элемент, скалярная теория дифракции, фазовая функция, обратная задача, требуемое распределение интенсивности, градиентный метод
Короткий адрес: https://sciup.org/140315725
IDR: 140315725 | DOI: 10.18287/COJ1757
Harmonic DOE design for generating required intensity distributions
A method for designing diffractive optical elements with a smooth phase function is proposed. The method generalizes harmonic diffractive lenses and is intended for generating a specified intensity distribution at multiple harmonic wavelengths. Within this method, the phase function is defined as an expansion in a system of smooth and differentiable functions. The expansion coefficients are treated as optimization parameters and are computed using a gradient-based method to minimize an error function representing the discrepancy between the generated and target intensity distributions. Examples of element designs with a phase function represented as a sum of B-splines are presented. It is shown that for the effective performance of said elements, the error function must explicitly account for the generated intensity distributions not only at the central wavelength but also at other harmonic wavelengths.
