一般多重网格算法求解光强度传播方程是从精细网格层开始计算, 精细网格层的初值选择影响算法的收敛速度和求解精度。提出了一种完全多重网格方法求解光强度传播方程的相位恢复方法。基于限制法将最细网格上的方程转化为最粗网格上的方程, 求解该方程得到最粗网格上的解; 然后对此解用延拓法得到上一层细网格上的解, 以得到的解作为此层网格上的初解, 利用Ⅴ循环解此层上的方程, 得到此层网格的精确解。依次, 直到得到最细网格上的精确解。模拟相位恢复实验结果表明, 本文方法具有较快的收敛速度, 能够恢复复杂相位分布。
傅里叶光学 相位恢复 光强传播方程 完全多重网格法
北京理工大学 信息科学技术学院光电工程系, 北京 100081
对于圆形孔径的光学系统,利用光强传播方程进行相位恢复时很难得到相位的边界径向斜率值,另外,要获得精确的圆域边界采样值也并非易事。为了克服上述困难,提出了一种相位恢复的改进方法,即改变了方程的表示形式、计算区域和边界条件,并用多重网格法进行求解获得重构相位,最后再将其修正。为了对重构相位进行修正,还得到了重构相位与原始相位之间泽尼克系数的传递矩阵。对均匀照明的情形进行了仿真,发现该方法不仅可以避免复杂的边界条件,减少运算时间,而且还能够较好地恢复出原始波前的泽尼克系数,即便在加噪的情况下,修正相位与原始相位的均方根误差也在可以接受的范围内。
自适应光学 相位恢复 相位修正 光强传播方程 多重网格法
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心,杭州,310027
将一种高效的数值计算方法-多重网格法引入到三维有限差分波束传播法（FD-BPM）中.计算了均匀介质内定向高斯波在不同角度时的传播问题，并与解析法的结果进行了比较.最后计算了矩形波导的传播模式，并与交替方向迭代法BPM计算的结果进行了比较.证实了此方法的可靠性，而且这种方法大大提高了广角三维FD-BPM的计算速度，在三维光波导器件的模拟设计中很有发展潜力.
多重网格法 光波导 FD-BPM
1 北京理工大学,光电工程系,北京,100081
2 装甲兵工程学院,自动控制系,北京,100072
研究了利用多重网格法计算静电像管的三维静电场分布.通过计算同心球系统与倾斜的双圆筒阴极透镜两个例子,表明计算精度可以达到10-3～10-4.通过比较多重网格法与有限差分法计算三维静电场的计算精度和计算效率,发现多重网格法的收敛率为常数.在相同计算精度的情况下,其计算效率比有限差分法快8～31倍,有效地提高了求解三维静电场的计算效率,从而为非旋转对称静电像管的设计打下了坚实的基础.
多重网格法 同心球系统 双圆筒阴极透镜 计算效率 Multi-grid method Concentric spherical system Len of bi-cylinder-cathode Computational efficiency
阐述了由单张干涉图求取相位主值图像及最小二乘相位恢复。 推导出基于梯度拟合的泊松方程及其离散化形成后, 详细讨论了多重网格法对此方程求解的原理和过程。 结合路径无关与路径相关算法的优点, 设计了自适应最优路径法作为多重网格法的预处理, 改进迭代的初始条件, 提高了重建精度, 同时大大加快了收敛速度。 实验结果证明改进的多重网格法对含遮挡物的干涉图能获得很好的波前重建效果。
相位展开 波前重建 干涉层析术 多重网格法 流场
