在激光的实际应用中,根据不同的要求,人们常常需要将激光束光强分布加以整形。例如整形为矩形、圆形等。传统光学元件难以实现这种转换,而用计算全息图效率太低。由于计算机光学元件能充分有效地产生任意形状的光波波面,所以,本文主要涉及到研究计算机光学元件的理论设计、计算机模拟、实验研究。本文主要基于几何理论和标量理论来设计计算机光学元件表面的浮雕高度,文中用几何理论推导出了把高斯光束整形为正方框形光束、矩形光束、线形光束的计算机光学元件表面的浮雕公式;通过计算机辅助设计,计算得到了计算机光学元件表面上的浮雕高度,设计出了计算机光学元件。计算机模拟结果与预期得到的衍射图样相符合;文中还讨论了设计参数对成像质量的影响规律。同时,本文还用标量理论设计了把高斯光束整形为正方框形光束的16阶的计算机光学元件,文中主要是参考GS(Gerchberg-Saxton)算法,并在此基础上进行了改进;通过计算机模拟,得到了计算机光学元件表面的浮雕图。计算机模拟得到的结果与预期衍射图样相符合;文中还设计了把高斯光束整形为矩形、人形、鸟形以及多圆环形分布的光束的计算机光学元件,模拟结果与预期结果相符合。文中对上述两种设计理论得到的模拟结果进行了比较,得出有一定参考价值的结论,对今后设计计算机光学元件具有指导性意义。文章的第五章进行了实验验证,取得了令人满意的实验结果,同时也证明了设计方法和理论推导的正确性。