Градиентный метод расчета каскадных ДОЭ и его применение в задачах формирования световых пучков и классификации изображений

Леонид Леонидович Досколович^{1, 2}, Даниил Вадимович Сошников^{1, 2}, Егор Владимирович Бызов^{1, 2}, Георгий Александрович Мотз¹, Никита Владимирович Головастиков^{1, 2}

¹ Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королёва, Самара, Россия
² ИСОИ РАН – филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, Самара, Россия

Рассмотрен градиентный метод расчета каскадных дифракционных оптических элементов (ДОЭ), состоящих из нескольких последовательно расположенных фазовых ДОЭ. С использованием свойства унитарности оператора распространения света через каскадный ДОЭ получены выражения для производных функционала ошибки по фазовым функциям каскадного ДОЭ. Рассмотрено применение градиентного метода в задаче фокусировки различных падающих пучков в области с различными распределениями интенсивности и в задаче классификации изображений. Представленные описания градиентного метода рассматривают задачи синтеза каскадных ДОЭ для фокусировки лазерного излучения и для классификации изображений в рамках единого методологического подхода. Представлены примеры расчета каскадных ДОЭ для решения задач фокусировки и классификации рукописных цифр, демонстрирующие хорошие рабочие характеристики предложенного метода.

Ключевые слова: дифракционный оптический элемент, фазовая функция, скалярная теория дифракции, градиентный метод, классификация изображений.

Цитирование: Досколович, Л. Л. Градиентный метод расчета каскадных ДОЭ и его применение в задачах формирования световых пучков и классификации изображений / Л. Л. Досколович, Д. В. Сошников, Е. В. Бызов, Г. А. Мотз, Н. В. Головастиков // HOLOEXPO 2023: 20-я Международная конференция по голографии и прикладным оптическим технологиям (Сочи, 12–15 сентября): Тезисы докладов. — СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2023. — С. 78–85.