硬件需求

• 激光器
  建议先用低功率可见光连续激光。常见入门是红色 HeNe，Thorlabs 有现成产品线：HeNe Lasers: Red
• 光学平台或 breadboard
  至少需要一个稳定基座，Thorlabs 有 breadboard 和桌面方案：Optical Breadboards
• 支架、立柱、镜架、平移台
  你需要把每个元件固定和微调。常见是 XYZ mount 和 translation stage：XYZ Translation Mounts，Translation Stages
• 反射镜和镜架
  用来折叠和对准光路
• 光阑 / iris
  控制光斑尺寸：Iris Diaphragms
• ND 滤光片
  降低光强，保护相机：ND Filter Kits
• Beam block / beam trap
  必须有，属于安全件：Beam Blocks and Traps
• 单色相机
  先用相机当输出探测器最方便：Kiralux Cameras
• 相位调制器 SLM
  这是“可编程 DOE”。常见研究型方案：
  • HOLOEYE PLUTO-2.1 VIS-130：500–670 nm、8 um 像素、1920x1080，官方页
  • Hamamatsu X15213-01：400–700 nm、12.5 um 像素、纯相位 LCOS，官方页
• 线偏振片
  LCOS SLM 通常对偏振敏感：Linear Polarizer

B. 如果你要复现“空间相干性”而不只是普通激光相干光

你还需要一套“相干度调节”组件：

• 地玻璃 / diffuser
  用于破坏空间相干性：Ground Glass Diffusers
• pinhole
  配合空间滤波：Precision Pinholes
• 多模光纤或相关耦合器件
  也可用于调整照明条件：Multimode Fiber Catalog

如果你只是先验证这个项目的主干，第一版完全可以先不用“部分相干”硬件，先做高相干激光版本。

C. 如果你最终要做“5 层静态 DOE”

你还要再加：

• 5 个 DOE 安装座
• 每层独立的 XY 或 XYZ 微调
• 每层 tip/tilt 调整
• 更严格的层间距离固定
• 最好有封闭式光路罩

因为你的项目是 5 层串联，哪怕每层只偏一点，最后都会明显掉性能。

最关键的现实建议

如果你现在就采购，我建议把仓库里的 700 nm 改成更好买、更好测的波长，比如 632.8 nm。
原因是：

• HOLOEYE VIS-130 明确是 500–670 nm，不覆盖 700 nm
• Hamamatsu X15213-01 覆盖 400–700 nm，更宽，但如果你第一次做，632.8 nm 仍然更常见、更稳

也就是说：

• 如果你打算先用 HOLOEYE SLM，建议你先把仿真波长改成 633 nm 左右再重新训练
• 如果你坚持 700 nm，器件选择会更窄

训练完后，相位板怎么定制

这部分是核心。

你的仓库里 DOE 参数本质上就在 doe.py：

• 每层都是一个 phase_params
• 训练后每层得到一张 0 到 2π 的相位图

真正定制时，不是把“颜色图”发给厂家就完了，而是要走这条流程：

1. 先固定物理规格
   你必须先定死：

   • 工作波长
   • 入射偏振
   • 材料
   • clear aperture
   • 层间距离
   • 入射光斑尺寸
   • 入射角
   • 功率

2. 把仿真改成“面向制造”
   你现在这份代码是理想连续相位。真正下单前，建议你先在仿真里加入：

   • 相位量化，比如 8 级或 16 级
   • 最小特征尺寸
   • 有效孔径边界
   • 层间对准误差
   • 相机噪声
   • 表面误差

3. 导出每层相位图
   训练完成后，把每层 DOE 的相位包裹到 [0, 2π)。

4. 相位图转厚度图
   对透射型表面浮雕 DOE，常用关系是：

   h(x,y)=λ ϕ(x,y)2π(n−1)h(x,y)=2π(n−1)λϕ(x,y)​

   其中：

   • h 是厚度
   • λ 是波长
   • φ 是相位
   • n 是材料在该波长下的折射率

   也就是说，训练得到的是“相位”，加工厂真正做的是“表面高度”。

5. 量化和版图化
   然后你要把连续高度图变成厂家能接收的形式，比如：

   • grayscale height map
   • TIFF / CSV
   • 有时是 GDSII
   • 有时要给出 sag table

6. 提交给定制厂商
   定制 DOE 厂商通常会问你：

   • wavelength
   • material
   • aperture
   • substrate thickness
   • coating
   • beam diameter
   • target efficiency
   • tolerance
   • power handling
   • 你要“build-to-print”还是让他们“co-design”

你可以找谁做

现在比较现实的几类渠道：

• HOLO/OR 的 custom beam shaper / DOE 服务
  页面里能看到他们常用 fused silica、窗口式元件、AR coating 等参数格式：HOLO/OR Custom Beam Shaper
• Edmund Optics 的 custom manufacturing
  他们支持 prototype 到 production，也卖 HOLO/OR 系列 DOE：Edmund Optics Custom，HOLO/OR DOE 页面
• Jenoptik 的 diffractive / CGH / micro-optics 能力
  他们公开提到高纯熔石英和定制衍射元件：Jenoptik diffraction gratings & CGH

但这里有一个特别重要的坑

很多 DOE 厂商更习惯接：

• 你给“目标光场”
• 他们帮你设计 DOE

而不是：

• 你直接给“神经网络学出来的 5 层相位图”
• 让他们原样加工

所以你下单前一定要先问一句：

“Can you fabricate a built-to-print surface-relief DOE from my supplied phase/height map?”

如果对方只接受性能指标，不接受你的原始 map，那就要换供应商或走联合设计。

我对你最实际的建议

按难度从低到高，建议你这样推进：

1. 先把软件波长改成 632.8 nm
2. 先买一套 激光 + 偏振片 + 相机 + SLM + breadboard + 基础光机
3. 先做单层或双层可调原型
4. 再把仿真改成“制造约束版”
5. 先定制 1 片 DOE 做验证
6. 最后再定制 5 片整套系统

不要直接做的事

• 不要直接订 5 片静态 DOE
• 不要直接照现在仓库的理想相位连续值下单
• 不要忽略相位量化和对准误差
• 不要没有激光安全条件就买高功率激光