GS算法在光波整形中的应用
本文首先简单介绍了衍射光学元件（DOE）的产生，发展和基本特点，从中可以看出，衍射光学元件在现代光学器件中的主导地位。。第二部分，介绍了衍射光学元件设计的原理，方法和各种优化模型。第三部分，重点的讨论GS迭代算法的设计原理，利用GS算法进行光波的整形。我们利用菲涅尔衍射模型，设计了GS算法进行一维的衍射元件设计，其中，主要将高斯分布的光波整形为矩形分布的光波进行数值模拟分析。同时设计了二维衍射光学元件的设计，主要进行了两组数值模拟计算，第一组是，将二维分布的高斯光场整形为二维矩形分布光场，第二组是，将二维分布的高斯光整形为二维分布的超高斯光场分布。从模拟结果能够看出，GS迭代算法能够很好的实现光波整形。最后一部分是对后续研究的规划。希望能够对GS算法在衍射光学元件设计中进行更为深入的研究和分析，提出更好的改进和创新。
一，衍射光学元件简介
“二元光学（BOE，binary optical element）”这个概念是上世纪80年代中期，美国MIT林肯实验室维尔德坎谱（Veldkamp）领导的研究组在设计新型传感系统中提出来的。他当时描述说：“现在光学有一个分支，它几乎完全不同于传统的制作方式，这就是衍射光学，其光学元件表面带有浮雕结构；由于使用了本来是制作集成电路的生产方法，所用的掩膜是二元的，且掩膜用二元编码的形式进行编码，故引出“二元光学”的概念”
二元光学指的是基于光波的衍射理论，利用计算机辅助设计，并用超大规模集成（VLSI）电路制作工艺，在片基上（或传统光学器件表面）刻蚀产生两个或多个台阶深度的浮雕结构，形成纯相位，同轴再现，具有极高衍射效率的一类衍射光学元件。
图1-1是一个折射凸镜转变成演变成2兀模的连续浮雕结构的二元光学元件（平板透镜）过程。
......
