Python & MATLAB 仿真实现强聚焦多焦点光束,非迭代快速傅里叶变换算法
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导读
在激光微纳加工、光学操控、光场调控、并行激光直写与多焦点荧光成像等应用中,如何高效、稳定地产生高均匀性的多焦点光束,一直是光场调控中的核心问题之一。
传统多焦点生成方法大多依赖 Gerchberg–Saxton(GS)等迭代算法,
虽然通用性强,但也存在计算量大、收敛不稳定、难以嵌入实时系统等局限。
非迭代方法在以下方面具有天然优势:
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✅ 无需循环迭代,计算速度快
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✅ 相位结构可解析设计,物理意义清晰
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✅ 焦点位置、数量、间距可直接调控
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✅ 更适合实时光场调制与嵌入式系统
在强聚焦(High-NA)系统中,这一点尤为重要。未来我将会为大家推出联合边缘计算终端的光场调控系统,因此,实时的光场调控尤为重要。
二、复现论文及核心公式
论文地址及核心公式如下:
Zhu L, Sun M, Zhang D, Yu J, Wen J, Chen J. Multifocal array with controllable polarization in each focal spot. Opt Express. 2015 Sep 21;23(19):24688-98. doi: 10.1364/OE.23.024688. PMID: 26406670.
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26406670/


图 1 原论文图片
三、Matlab仿真结果





四、Python仿真结果




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