成像系统中衍射光学元件自动设计的相位系数选取-北京交通大学学报.PDF

北方交通大学学报980510 北方交通大学学报 科技期刊 JOURNAL OF NORTHERN JIAOTONG UNIVERSITY 第5期1998年10月 第22卷(总第81期) 成像系统中衍射光学元件自动设计 的相位系数选取 张思炯　吴　柳 北方交通大学文理学院，北京 100044 罗阿理 北京理工大学电子工程系，北京 100084 摘　要　讨论了混合成像系统设计中确定结构参数的难点问题；通过系统的评价函数，利用阻尼最小二乘 法，在由混合光学系统的结构参数构成的高度非线性空间中寻找出最优解；给出了混合光学系统自动设计 时，确定衍射光学元件相位系数行之有效的方法. 关键词　混合成像系统　自动设计　衍射光学元件　相位系数 分类号　TN252 Selection of Phase Coefficients for Automatic Design of Diffractive Optical Elements in Image System Zhang Sijiong Wu Liu (College of Sciences and Arts, Northern Jiaotong University,Beijing 100044) Luo Ali (Department of Electronic Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100084) Abstract　The diffculties in determining structure parameters of an optical system are discussed. Optimal solution is obtained in the high nonlinear space spanned by structure parameters of a hybrid optical system using the damping least-square method. The method to select phase coefficients for automatic disign of Diffractive Optical Elements (DOE) is presented. Key words　hybrid image system automatic design diffractive optical element(DOE) phase coefficient 　　 　　成像光学系统有两方面的要求，即光学特性和成像质量.设计成像光学系统就是在满足系统全部要求的 条件下，确定系统的结构参数. 　　光学自动设计中，根据对系统的全部要求以及它们和结构参数的不同关系，可将系统的参数划分为两大 类：①不随系统结构参数改变的常数，如系统的物距、物高等.②随系统结构参数改变的参数.在设计中，往 往给出某个参数的目标值.为简单起见，我们将这类参数和目标值的差，统称为像差，用符号f1，…，fN表 示.系统结构参数用q1，…，qM表示. 　　系统像差和结构参数的关系通常是非常复杂的高度非线性函数，因而通过直接求解像差方程确定出结构 参数几乎是不可能的.在光学设计中，一般使用优化方法来求解结构参数.从数学角度讲，光学设计的实质就 是在系统的结构参数所构成的高度非线性空间中寻找一个最优解，它能使系统的评价函数取极小值. 　　 1　评价函数的构成 file:///E|/qk/bfjtdxxb/980510.htm（第 1／5 页）2010-3-22 15:17:47 北方交通大学学报980510