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申请/专利权人：中国航天三江集团有限公司

摘要：本发明提供了一种激光定向发射系统的逆向设计方法及其器件。该方法根据激光定向发射系统的技术指标输入开展设计，以技术指标为切入点简化了传统正向设计的流程，为激光定向发射系统的设计提供了一种极简的设计方式。通过选取对入射波前具有精密调控能力的超构表面为技术平台，结合机械式电动微位移装置实现对入射波前的联合调控，并通过逆向设计方法将激光定向发射系统的技术指标分解为以超构表面为基础的光学元件的结构参数，从而在保证激光定向发射系统集成化、轻量化的前提下达成出射激光的广域精准指向控制，并且通过这种逆向设计方案设计出的激光定向发射系统具有更高的角度覆盖范围和更高的控制精度。

主权项：1.一种激光定向发射系统的逆向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、确定激光定向发射系统的技术指标所述激光定向发射系统的技术指标包括角度覆盖范围βcover、角度控制精度βpre、入射光的波长λinc、入射光的半径rinc；S2、确定超构表面阵列的排布模式所述超构表面阵列包括按二维周期性排布的若干个尺寸一致的纳米结构单元；S3、优化纳米结构单元的结构参数根据激光定向发射系统中选定的所述入射光的波长λinc开展超构表面的纳米结构单元设计，然后利用仿真软件仿真优化基于圆偏振光的超构表面阵列中的纳米结构单元，得到优化的纳米结构单元的结构参数；S4、设计激光定向发射系统中基于超构表面的透镜焦距根据步骤S3中仿真优化出的所述纳米结构单元的结构参数和步骤S1中的所述角度控制精度βpre，计算出基于超构表面的透镜焦距f；S5、设计激光定向发射系统中基于超构表面的透镜阵列的尺寸根据步骤S4计算出的所述透镜阵列焦距f以及步骤S1中的所述角度覆盖范围βcover、所述入射光的半径rinc，计算出基于超构表面的透镜阵列的尺寸Lmeta，计算公式为：；S6、设计激光定向发射系统中基于超构表面的透镜阵列的相位分布根据步骤S4计算出的所述透镜阵列焦距f和步骤S5计算出的所述透镜阵列的尺寸Lmeta，计算出基于超构表面的透镜阵列的相位分布；S7：确定超构表面阵列的转向角排布根据步骤S6中计算出的所述透镜阵列的相位分布，计算出几何相位超构表面阵列中各纳米结构单元的转向角α排布情况。

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