MATLAB高斯平顶化,一种高斯光束变换为平顶光束整形透镜的粒子群设计方法与流程...

本发明属于非成像光学和激光光束整形技术领域，特别涉及一种用于激光光束整形的非球面透镜设计新方法。

背景技术：

光强均匀分布的平顶光束有广泛应用,例如激光清洗、激光全息、激光医疗、激光冲击强化、惯性约束聚变等领域。目前获得平顶光束的方法主要有：利用特殊谐振腔、激光介质增益饱和效应法、光束合成和光束整形技术等，其中最简单也最常见的就是光束整形方法。

将高斯光束整形为平顶光束的整形技术需要借助光束整形系统。依靠整形系统获得平顶光束的整形方法如：IH和Klingsporn等人提出的透射率为反高斯分布吸收的滤光片法、双折射率透镜组、微透镜阵列整形法、衍射光学元件法、液晶空间光调制器法、全息滤波器法、振幅调制光栅法、非球面透镜组法、激光束均匀化腔内整形激光器法等。

在众多整形方法中,非球面透镜整形技术具有结构简单、整形效率高、损伤阂值高、易于实现等优点,具有重要的工程应用价值。传统非球面整形系统设计过程比较复杂,需进行大量的数值计算,或者需要解复杂的微分方程，设计效果不易得到验证。相对于传统设计方法，优化算法不用解微分方程或者不用进行大量的数值计算就能得到光束整形系统的结构参数，它依靠优化程序确定系统的结构参数，因此,研究适合计算机软件自动优化设计的方法对整形光学系统的推广具有现实意义。基因算法作为一种全局优化算法已被用于光学设计中，光学设计分析的商用软件ZEMAX中的全局优化算法就是基因算法。

近年来,另一种智能优化算法—粒子群算法(particle swarm optimization,简称PSO)越来越受到学者的关注。由于算法收敛速度快,设置参数少,容易实现,能有效地