二元光学元件具有多种应用.用作透镜,在原理上色差非常大,若不在设计上做出补偿,则会限制其在宽波段上的使用.从理论上简单阐述了利用具有独特色散特性的二元光学元件的新型超光谱成像仪的基本原理和应用前景.在此超光谱成像仪中,二元光学透镜焦距随波长的变化改变了系统的F数,因此改变了系统的放大率,即系统放大率是波长的函数,这将引起光谱图像的像元配准误差,得到并不精确的相对光谱信号强度,从而限制了光谱图像重建算法的精度,为了补偿这一缺点,通过光学二组元法设计的变焦系统成功地解决了这一问题,并给出了理论设计公式.

介绍了几何追迹法和GS算法的原理，并用这两种方法设计了二元光学元件，把激光雷达输出的基横模高斯光束整形为均匀圆光束，用MATLAB程序模拟了整形效果，结果表明设计很好，满足光束整形的要求。

两篇论文关于二元光学元件的matlab模拟，后面忽略。。。文尝试利用MATLAB ———这一集数值计算、符号运算和图形处理等功能于一身的超级科学计算语言,进行二元光学元件的波前变换计算机辅助设计,结果证明其是方便有效的

本程序实现了对远场光束的强度整形的二元光学器件的设计，程序采用窗口文件读取模式，从一张待设计的光强分布图程序将利用G-S算法设计出所需要的二元光学器件。

提出了一种有效的分析二元光学元件衍射效率的新方法逐层分析法，并对四台阶二元器件，就蚀刻深度误差和横向对准误差对器件衍射效率的影响进行了详细的分析和讨论，证明用该方法分析含有横向对准误差的二元光学元件的衍射效率非常简便有效。

提出一种改进的Gerchberg-Saxton(G-S)算法，实现了基于环形光束的衍射光学元件的精确设计。所提算法可以确保输出平面上有小的采样间隔，起到了抑制散斑的作用；与未采用散斑抑制的常规的改进G-S算法相比，所提算法得到了更高性能的均匀光斑；仿真结果和实验结果一致。

对衍射微透镜阵列的光学性能进行理论上的研究,并提出一种测试微透镜阵列衍射效率和点扩散函数的方法,建立了一套测试系统,并对本所研制的128×128衍射微透镜阵列的衍射效率和点扩散函数进行了测试。测试结果证明本所研制的2位相的石英和硅衍射微透镜阵列的性能较好,均匀性较高;而由于工艺和光刻系统的限制,4位相衍射微透镜的制作还存在一些不足,这些都可以从所得到的衍射微透镜的点扩散函数曲线图和衍射效率看出。该方法适于测试具有微小单元尺寸、周期排列的微透镜阵列或单元的衍射效率和点扩散函数。

用于模拟二元光学元件的设计，运用的GS迭代的算法，

设计了一种应用于KrF准分子激光波面整形的二元光学元件(BOE),实现了将波面整形变换为巴特沃斯(Butternorth)分布。采用盖师贝格-撒克斯通(Gerchberg-Saxton,GS)算法实现优化设计,使用MATLAB软件模拟入射和出射光场。通过对比迭代次数分别为10、100和1000次的模拟结果,研究盖师贝格-撒克斯通算法中迭代次数对整形效果的影响。模拟出迭代次数为106次的整形结果,并且得到二元光学元件的相位分布。模拟结果表明,出射光场呈巴特沃斯分布,实现了波面整形,矩形光斑能量占总能量的75.62%,能量的利用率较高,其均匀性的均方根(RMS)误差为0.1394%。