非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控(特邀)EI北大核心CSCD |
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引用本文: | 沈凡琪,陈煜钦,杨琳,佘俊,陈凯,黄建明,吴仍茂.非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控(特邀)EI北大核心CSCD[J].红外与激光工程,2023(7):94-102. |
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作者姓名: | 沈凡琪 陈煜钦 杨琳 佘俊 陈凯 黄建明 吴仍茂 |
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作者单位: | 1.浙江大学光电科学与工程学院310027;2.广东烨嘉光电科技股份有限公司523710;3.杭州华普永明光电股份有限公司310015; |
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基金项目: | 国家重点研发计划项目(2022YFB3603500);国家自然科学基金项目(62022071,12074338)。 |
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摘 要: | 自由曲面光束强度与波前调控旨在借助多个自由曲面实现对光束强度与波前两个属性的精准调控,然而这一调控工作通常要求观测平面垂直于光轴,导致系统光路布局受限。针对这一问题,文中提出了一种可实现灵活光路布局的自由曲面光束强度与波前调控方法。首先设定一个垂直于光轴的虚拟观测平面,并建立目标离轴观测平面上的特定照明分布和该垂轴虚拟观测平面上相应照明分布之间的映射关系。结合斯涅耳定律、局部能量守恒定律和光程守恒约束,建立针对垂轴虚拟平面的带有非线性边界条件的光束调控Monge-Ampère(MA)方程,之后采用有限差分法求解该垂轴布局光束调控模型,进而得到非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控的数值解。采用该方法设计了一个用于调控点光源光束强度与波前的自由曲面透镜,借助蒙特卡洛光线追迹,验证了该方法在非垂轴观测平面上自由曲面光束强度与波前调控中的有效性。
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关 键 词: | 自由曲面光束调控 强度及波前调控 离轴光学系统 Monge-Ampère方程 |
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