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《一种快速高精度的相位恢复迭代法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第37卷第5期中国激光Vol.37,No.52010年5月CHINESEJOURNALOFLASERSMay,2010文章编号:0258-7025(2010)05-1218-04一种快速高精度的相位恢复迭代法1,212121黄利新姚新蔡冬梅郭永康姚军高福华(1四川大学物理学院纳光子研究所,四川成都610064;2中国科学院光电技术研究所,四川成都610209)摘要在传统GS算法的基础上,根据角谱传播理论并引入一简单的梯度,提出一种快速、高精度相位恢复迭代算法———加速角谱迭代法。该算法使用三个面(即一个输入面和
2、两个输出面)的强度信息恢复输入面光场的相位分布。数值模拟结果表明,该算法能在二维情况下快速准确地恢复各种输入面光场的相位分布,并且大幅度地提高了复杂光场的相位恢复精度。在模拟实验中多次选取随机初始迭代值,该算法的收敛结果唯一,表明算法有良好的收敛性能。关键词光计算;相位恢复;迭代算法;加速角谱传递函数;复杂光场中图分类号O436文献标识码Adoi:10.3788/CJL20103705.1218AHighAccuracyandFastIterativeAlgorithmforPhaseRetrieval1,21
3、2121HuangLixinYaoXinCaiDongmeiGuoYongkangYaoJunGaoFuhua1CollegeofPhysicalScienceandTechnology,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610064,China2InstituteofOpticsandElectronics,ChineseAcademyofSciences,Chengdu,Sichuan610209,ChinaAbstractBasedonconventionalGSalgor
4、ithm,anaccuracyandfastalgorithmforphaseretrievalispresented.Thisalgorithm,whichcanbecalledtheacceleratedangularspectrumiterativeapproad,inducesagradientbyusingtheangulartransferfunctions.Theintensitydistributionofthreeplanes,e.g.anincidentplaneandtwoemergent
5、planes,isemployedtoretrierethephasedistributionofincidentopticalfield.Thesimulationresultshowsthisalgorithmcanretrievethephasedistributionofanarbitrarytwo-dimensionalincidentopticalfieldinhighaccuracy.Theretrievalaccuracyofcomplicatedopticalfieldisgreatlyenh
6、anced.Robustnessandsensibilityofthisalgorithmareevaluatedandthealgorithmexhibitsgoodconvergence.Keywordsopticalcomputing;phaseretrieval;iterativealgorithm;acceleratedangularspectrumtransferfunction;complexopticalfield[9]1引言G)、误差减少算法(RE)、输入输出算法(IO)、混[10]合输入输出
7、算法(HIO)等,它们均可通过两个面从光强信息中恢复光场的相位是物理和工程中(即输入面和输出面)的强度信息,实现对输入面的的一个基础性问题。相位恢复在很多方面都有所应用,如X射线结晶学[1]、电子显微镜[2]、天文学[3]、相位进行恢复。不过,以上算法均具有迭代不确定量子关联衍射成像[4]、波前探测[5]、近场天线诊断学性、收敛速度慢等缺点。此后又提出采用三个垂轴[11～13]以及反散射问题[6,7]。早在1971年,Gerehberg面或更多垂轴面上的强度信息进行相位恢复,等[8]提出由测量两个光强度信息来恢
8、复输入和输出该类算法的收敛性有一定的改进,但其收敛速度仍平面上光场相位分布的算法,即GS算法。在此基较慢。本文在传统GS算法的基础上,提出了一种可础上又发展了多种改进算法,例如杨-顾算法(Y-收稿日期:2009-06-19;收到修改稿日期:2009-07-24基金项目:国家863-804(2008AA0920)资助课题。作者简介:黄利新(1986—),男,硕士研究生,主要从事相位恢复方
