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本文利用长焦深器件设计思路，提出了通过设计衍射光学器件相位分布使得在三个垂轴面上满足均匀 照明要求来间接实现非垂轴面均匀照明的设计方法，并完成了同时实现多种角度非垂轴面均匀照明的衍射光学器件设计。基于爬山法和模拟退火法相结合的混合算法，设计了器件的相位分布，在３０°、４５°、５５°非垂轴面上光斑不均匀性分别为５．９１％、４．００％、３．３８％，该方法可推广至二维情形，实现任意曲面均匀照明的要求。