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龙图腾网获悉吕嘉凯申请的专利一种多焦点衍射镜的优化算法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116400517B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-27发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310371032.1，技术领域涉及：G02B5/18；该发明授权一种多焦点衍射镜的优化算法是由吕嘉凯设计研发完成，并于2023-04-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种多焦点衍射镜的优化算法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种多焦点衍射镜的优化算法，包括根据实际应用需求确定焦点数量、各焦点的衍射级和各焦点的目标衍射效率的步骤，给各焦点随机赋予初始相位、计算光波复振幅的步骤，采用相位复原法循环调制光波复振幅和各焦点的衍射效率的步骤，以及利用调制后的光波复振幅确定光波波前随距离瞳孔中心的径向距离的变化关系的步骤。通过本发明的方法可以设计出光栅结构不带尖角、衍射效率更高，且各焦点的衍射效率可自由调控的多焦点衍射镜。

本发明授权一种多焦点衍射镜的优化算法在权利要求书中公布了：1.一种多焦点衍射镜的优化算法，其特征在于，包括以下步骤： ①根据实际应用需求确定焦点数量，各焦点的衍射级和各焦点的目标衍射效率，将焦点数量记作n，n为整数且n≥2，将各焦点的衍射级记作l，l＝l1,l2,…,ln，l1,l2,…,ln为互不相等的整数，将衍射级为l的焦点的目标衍射效率记作|altarget|2； ②给各焦点随机赋予初始相位argal，根据式1计算各焦点的成分al，然后由式3计算光波复振幅CA， al＝argal*|altarget|1 式1～3中，al是一个复数，arg为取幅角函数，argal为衍射级为l的焦点的相位，|altarget|为衍射级为l的焦点的目标振幅，||为取绝对值符号，arg为取幅角函数，exp是指数幂符号，i是虚数符号，Wm为基础波前，r为距离瞳孔中心的径向距离，R为设计半径，λ为光波波长，l为焦点的衍射级； ③采用相位复原法循环调制光波复振幅CA和衍射级为l的焦点的成分al和衍射效率|al|2，即， S301，根据式4将|CA|调制为|CA'|，将argCA与|CA'|按照式5组合成CA'，然后根据式6计算al'，由式7将|al'|2调制为|al|2，根据式8计算各焦点的成分al，然后将由式8计算出的al带入式3计算光波复振幅CA， |CA'|＝f1|CA|4 CA'＝expiargCA*|CA'|5 |al|2＝f2|al'|27 al＝expiargal'*|al|8 式4～8中，CA是光波复振幅，CA'是调制后的光波复振幅，al'是调制后的al，|al|2为衍射级为l的焦点的衍射效率，|al'|2为调制后的衍射级为l的焦点的衍射效率，||为取绝对值符号，arg为取幅角函数，argal'为调制后的衍射级为l的焦点的相位；ρ＝r2，r为距离瞳孔中心的径向距离；R为设计半径，λ为光波波长，exp是指数幂符号，i是虚数符号，Wm为基础波前，l为焦点的衍射级；f1和f2为调制函数； S302，按照步骤S301的操作一直循环，直到趋近于1并且|al|趋近于|altarget|； ④由步骤③循环至趋近于1并且|al|趋近于|altarget|时对应的光波复振幅CA，根据式9确定光波波前随距离瞳孔中心的径向距离的变化关系， 式9中，W为最终得到的多焦点衍射镜的光波波前，CA为趋近于1并且|al|趋近于|altarget|时对应的光波复振幅CA，arg为取幅角函数，λ为光波波长； 步骤③所述相位复原法包括误差衰减法、混合输入输出法中的至少一种； 误差衰减法和混合输入输出法中，调制函数f1的表达式如式10所示，调制函数f2的表达式如式11所示， |CA'|＝t1|CA|+1-t110 |al|2＝t2|al'|2+1-t2|altarget|211 式10～11中，t1和t2是调制变量，t1为0～1，t2为0～1，CA是光波复振幅，CA'是调制后的光波复振幅，||为取绝对值符号，|altarget|2为衍射级为l的焦点的目标衍射效率，|al|2为衍射级为l的焦点的衍射效率，|al'|2为调制后的衍射级为l的焦点的衍射效率； 混合输入输出法的操作步骤如下： S3011，按照步骤S301的操作进行循环，将步骤S301经过经q次循环后，衍射级为l的焦点的成分al记作alq'，衍射级为l的焦点的衍射效率记作|alq'|2，若||alq'|2-|altarget|2|E0，E0为目标偏差，则对第q次循环得到的衍射级为l的焦点的成分al按照式11进行反向补偿， 即将alq'根据式12调整为然后将由式12得到的作为al带入式3计算光波复振幅CA， 式12中，q为循环次数，0β≤1，为第q-1次循环得到的衍射级为l的焦点的振幅，alq'为第q次循环得到的衍射级为l的焦点的成分al，是第q次循环得到的衍射级为l的焦点的振幅； 若||alq'|2-|altarget|2|≥E0，E0为目标偏差，则不必按照式11对衍射级为l的焦点的成分al进行反向补偿； S3012，按照步骤S3011的操作一直循环，直到趋近于1并且|al|趋近于|altarget|。

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