Adaptive-weight iterative algorithm for flat-top laser beam shaping
Adaptive-weight iterative algorithm for flat-top laser beam shaping
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平顶激光光束整形的自适应权重迭代算法
DOI：
10.1117/1.oe.51.7.074301
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发表时间：
2012-07
影响因子：
1.3
通讯作者：
Hongxin Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dong Wang;Jian Zhang;Hongxin Zhang
提出了一种基于自适应权重快速傅立叶变换的远场平顶波束整形迭代算法。该算法继承了Gerchberg-Saxton算法的投影优化思想，但通过使用新颖的优化自适应权重策略自适应地修改快速傅里叶逆变换的远场幅度。首先，以该方法在方形平顶强度分布光束整形中的应用为例进行讨论。通过该方法 100 次迭代模拟的纯相位分布将 93.89% 的入射激光能量集中到所需区域，并且定制的平顶强度分布的均方根误差 (RMSE) 为 0.0094。该方法的不到 20 次迭代将超过 90% 的入射激光能量集中到所需区域，并且定制的平顶强度分布的 RMSE 低于 0.05。然后，证明了该方法在设计可变形状或可变直径平顶光束整形的相位分布方面的适用性。
An adaptive-weight fast-Fourier-transform-based iterative algorithm is proposed for far-field flat-top beam shaping. This algorithm inherits the projection optimization idea from the Gerchberg-Saxton algorithm, but the far-field amplitude for inverse fast Fourier transform is adaptively modified by using a novel optimized adaptive-weight strategy. First, the application of this method to square flat-top intensity-profile beam shaping is discussed as an example. The pure-phase distribution simulated by 100 iterations of this method concentrates 93.89% of the incident laser energy into the desired region and the root mean square error (RMSE) of the tailored flat-top intensity profile is 0.0094. Less than 20 iterations of this method concentrate more than 90% of the incident laser energy into the desired region and the RMSE of the tailored flat-top intensity profile is under 0.05. Then, the applicability of the method to designing the phase distributions for variable-shape or variable-diameter flat-top beam shaping is demonstrated.
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