中文摘要：

在强激光系统中采用集成衍射光学元件，对于减少能量损失，优化系统整体结构，改善系统性能，避免非线性自聚焦和激光感应损伤造成的损坏有重要意义。本项目基于光信息处理理论，提出用多自由度将三维浮雕结构编码成二维半色调图形的高精度编码方法；研究用半色调灰阶编码掩模一次曝光生成任意面形连续三位浮雕结构的新技术；发展一种将衍射光学元件集成的新设计原理和光刻技术。本项研究在理论上是对波前工程学中的掩模优化理论的发

结论摘要：

ICF驱动器终端光学系统中衍射光学元件（DOE）的集成，对优化系统结构、减少系统能量损失等具有重要意义。本项目组以制作高质量大口径集成衍射光学元件为核心，对集成元件的设计、制作以及性能特性分析等进行了深入研究。基于傅里叶模方法，建立了适用于光栅透镜的物理模型，并对其衍射特性进行了分析；提出利用边缘相位校正的新方法，校正用追迹法设计的衍射光学元件的相位分布，实现衍射光学元件的高精度优化；在深入研究灰阶编码掩模的编码原理及优化方法的基础上，基于结构集成思想，提出采用误差扩散编码方法设计CSG-BSG结构集成元件的新方法，编制了模拟计算软件；基于功能集成思想，提出采用电子束直写BSG掩模及双面曝光的方法来制作集成元件，并在强激光系统实验平台上对集成元件的性能进行了测量；基于标量衍射理论，对CSG-BSG集成元件的衍射特性进行了分析；基于傅里叶模方法，对CSG-BSG集成元件的损伤特性及近场衍射特性进行了分析。本项目的研究成果，可为ICF终端光学系统中DOE集成元件的设计及性能分析提供理论依据，有重要参考价值。