[發明專利]一種實現自由照明光瞳的微反射鏡陣列控制方法

有效

• 申請號: 201410767829.4
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104375392A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 邢莎莎;林嫵媚;廖志杰;邢廷文
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種實現自由照明光瞳的微反射鏡陣列控制方法，其特征在于，具體步驟為：

步驟1：將目標照明區域劃分為M×M個網格區域，將擬產生的目標光強分布初始化為大小為M×M的像素點矩陣，其中M為整數；

步驟2：將目標光強分布分塊判斷連通區域，將其劃分為被包含于類似離軸照明，可用參數化表示的呈軸對稱光強分布的區域P之中，將微反射鏡陣列劃分為軸對稱的4個區域，每一個區域對應于產生P/4區域的目標光強分布；通過計算分別給出每個微反射鏡單元在二維方向上初始偏轉角度矩陣(γ_x⁰,γ_y⁰)，使得目標面照明面上的反射光斑均集中于區域P內；

步驟3：令循環次數k＝1，將微反射鏡陣列加載(γ_x⁰,γ_y⁰)后照明區域的實際光強分布與目標光強分布的差值作為評價函數，即其中，(x,y)為目標照明面像素點矩陣中各點的位置坐標，為目標光強分布各像素點歸一化的像素值，q(x,y)為實際光強分布各像素點歸一化的像素值；

步驟4：給定優化收斂閾值ε，將目標面照明區域中各像素點按其對應評價函數的像素值Q(x,y)與閾值ε的大小關系分為三組，即:

a＝{(x_a,y_a)|0<||Q(x_a,y_a)||<ε}，b＝{(x_b,y_b)|Q(x_b,y_b)>ε}

c＝{(x_c,y_c)|Q(x_c,y_c)<-ε}

其中||?||為取模運算。設這三個集合中元素個數分別為i，j，t，集合a中的像素點(x_ai,y_ai)對應的移動到該點的反射光斑所在的微反射鏡陣列的集合為{a_i}，集合b中的像素點(x_bj,y_bj)對應的移動到該點的反射光斑所在的微反射鏡陣列的集合為{b_j}，集合c中的像素點(x_ct,y_ct)對應的移動到該點的反射光斑所在的微反射鏡陣列的集合為{c_t}；

步驟5：保持集合{a_i}，{c_t}中每個微反射鏡單元的二維偏轉角度不變；將集合b，c中各像素點所對應的像素值按絕對值大小降序排列。計算集合b所對應的微反射鏡陣列新的角度偏轉矩陣使得集合b中的像素點(x_bj，y_bj)對應的移動到該點的反射光斑朝集合c中相應像素點(x_ct,y_ct)移動；

步驟6：將集合b中微反射鏡陣列的初始偏轉角度矩陣用步驟5中得到的角度偏轉矩陣進行對應位置的替換，令k＝k+1，重新獲取角度矩陣更新后的評價函數Q(x,y)；進一步判斷||Q(x,y)||的大小，返回步驟4；

步驟7：在經過第k＝k′次循環后，若||Q(x,y)||中的所有值均小于閾值ε，終止優化，將微反射鏡陣列角度旋轉矩陣(γ_x^k′,γ_y^k′)確定為最終優化后輸出結果。