通常激光光強(qiáng)分布呈高斯型，而在許多實(shí)際應(yīng)用中，需要將光強(qiáng)分布加以轉(zhuǎn)換，即光束整形，如呈平頂狀和環(huán)狀等。以往人們多用計(jì)算全息法實(shí)現(xiàn)環(huán)形分布，但衍射效率低，難于推廣。近年來(lái)人們開始研究二元光學(xué)元件(BOE)在光束整形方面的作用。二元光學(xué)元件是在計(jì)算機(jī)制全息圖和相息圖研究發(fā)展的基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)和微電子加工技術(shù)研制成的一種高效率的新型光學(xué)元件。由于它能靈活控制波前，因此在光束整形方面有著廣泛的應(yīng)用前景。

   二元光學(xué)的優(yōu)點(diǎn)——高衍射效率；獨(dú)特的色散性能；更多的設(shè)計(jì)自由度；寬廣的材料選擇；獨(dú)特的光學(xué)功能。

二元光學(xué)器件分為主階次和帶有幾個(gè)次階次的連續(xù)界面。在二元光學(xué)中，每個(gè)主階次上的次階次數(shù)目通常設(shè)置為2、4、8等。GLAD中產(chǎn)生二元光學(xué)元件命令如下所示：

binary/lens/surface kbeam xrad yrad level nlevels

    int2phase/two kbeam1 kbeam2 [2.*pi*(rindex-1)/lambda]

    binary/lens/phasescreen ibeams rindex xrad yrad level nlevels

    binary/lens/residual ibeams rindex xrad yrad level nlevels

    binary/surface kbeam level nlevels

這些命令執(zhí)行的是產(chǎn)生二元光學(xué)的光柵和透鏡，其二元光學(xué)表面可以由binary/surface 命令產(chǎn)生，并直接或者間接依靠 int2phase、int2waves、sfocus起著相位屏的作用。二元光學(xué)表面可以圖示為plot的強(qiáng)度項(xiàng)。

binary/surface 命令能夠?qū)⑷我夥植嫉墓鈭?chǎng)轉(zhuǎn)化為二元光學(xué)器件的面形。

    

二元光柵表面計(jì)算：

    這里舉一個(gè)二元光柵的例子，它是由二元表面組成，然后對(duì)其執(zhí)行“sfocus”命令。表面通過具有一定高度的強(qiáng)度表現(xiàn)出來(lái)，高度的單位為厘米，表面的高度可以通過任意一個(gè)常規(guī)的強(qiáng)度出圖命令顯示出來(lái)�！皊focus”命令將表面的高度作為一個(gè)相位差引入，然后乘以α = n – 1，傳輸距離為z，將其設(shè)定為1�！皊focus”命令還包括了2π ⁄ λ這一項(xiàng)。次級(jí)數(shù)量分別為2,4,8和16，在這樣的單位下，16個(gè)次級(jí)分辨率不好，但是表面卻可以以一個(gè)近似光滑的分布顯示出來(lái)。

二元透鏡計(jì)算：

    下面（a）（b）圖為一個(gè)半徑為100的正透鏡，焦距為200 cm。透鏡的凈孔徑為0.225 cm，設(shè)計(jì)波長(zhǎng)為0.6328 um。遠(yuǎn)場(chǎng)中的峰值強(qiáng)度顯示在子級(jí)階數(shù)上，顯示出與光柵相似的漸近行為。（c）（d）圖說(shuō)明了一個(gè)與上面正透鏡相似的負(fù)透鏡，在虛擬焦距處，遠(yuǎn)場(chǎng)位于透鏡后面100厘米處。

    

下圖展示一個(gè)正負(fù)組合二元透鏡，其等圓柱形焦距為正負(fù)200 cm。并可利用可分離傳播和轉(zhuǎn)置步驟得到遠(yuǎn)場(chǎng)分布。