[發(fā)明專利]激光光束相干度和束散角復(fù)合調(diào)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810891984.5
• 申請(qǐng)日: 2018-08-07
• 公開（公告）號(hào): CN108919532B
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 倪小龍;姚海峰;劉智;陳純毅;張潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 長(zhǎng)春理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G02F1/13
• 分類號(hào): G02F1/13;G02F1/133;G02F1/29
• 代理公司: 長(zhǎng)春眾邦菁華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 22214
• 代理人: 王丹陽(yáng)

1.一種激光光束相干度和束散角復(fù)合調(diào)控方法，包括以下步驟，激光光束經(jīng)準(zhǔn)直后由偏振器件起偏為符合液晶空間光調(diào)制器要求的偏振光，在計(jì)算機(jī)的控制下，由液晶空間光調(diào)制器完成激光光束的相干度和束散角的調(diào)控，得到具有某一相干長(zhǎng)度和束散角的部分相干激光光束；其特征在于：

根據(jù)零均值高斯分布二實(shí)值函數(shù)生成零均值高斯分布相位圖；輸入所需激光光束的空間相干長(zhǎng)度σ_g和束散角θ的值，由計(jì)算機(jī)根據(jù)隨機(jī)相位函數(shù)束散角調(diào)制函數(shù)分別生成若干個(gè)相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖、束散角調(diào)控相位圖；

相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖的生成過(guò)程為：

根據(jù)輸入的空間相干長(zhǎng)度σ_g生成窗口函數(shù)以窗口函數(shù)作為卷積核，由所述零均值高斯分布相位圖卷積產(chǎn)生具有某一相位相干長(zhǎng)度δ_φ的隨機(jī)相位函數(shù)即：

式中：為相位圖像素點(diǎn)極坐標(biāo)；根據(jù)δ_φ＝mσ_g，m為相干長(zhǎng)度轉(zhuǎn)換系數(shù)，求得相位相干長(zhǎng)度δ_φ，最后由隨機(jī)相位函數(shù)生成具有所述某一相位相干長(zhǎng)度δ_φ的相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖；

束散角調(diào)控相位圖的生成過(guò)程為：

束散角調(diào)制函數(shù)為：

式中：(x,y)為相位圖像素點(diǎn)直角坐標(biāo)，波數(shù)k＝2π/λ，λ為光束波長(zhǎng)，液晶空間光調(diào)制器等效透鏡的焦距f由下式求出：

式中：θ為具有某一空間相干長(zhǎng)度σ_g的部分相干激光光束束散角，L為光束傳播距離，ω₀為光束出射液晶空間光調(diào)制器時(shí)的直徑；

最后由束散角調(diào)制函數(shù)生成具有所述某一束散角θ的束散角調(diào)控相位圖；

將所生產(chǎn)的相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖和束散角調(diào)控相位圖疊加后取余，生成復(fù)合調(diào)控相位圖；所述取余是在確定以0～255級(jí)灰度對(duì)應(yīng)0～2π的相位調(diào)制量后，鑒于相位的周期性，對(duì)疊加后的調(diào)控相位圖進(jìn)行取模2π運(yùn)算，即除以2π的余數(shù)，以滿足液晶的相位調(diào)制范圍限制；

將所述復(fù)合調(diào)控相位圖加載到液晶空間光調(diào)制器上，復(fù)合調(diào)控相位圖按某一頻率切換，對(duì)液晶空間光調(diào)制器的相位調(diào)制量進(jìn)行灰度控制，同步完成對(duì)入射激光光束的相干度和束散角的復(fù)合調(diào)控。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光束相干度和束散角復(fù)合調(diào)控方法，其特征在于，在相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖的生成過(guò)程、束散角調(diào)控相位圖的生成過(guò)程中，分別生成一個(gè)相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖、束散角調(diào)控相位圖，疊加后生成一個(gè)復(fù)合調(diào)控相位圖；將該復(fù)合調(diào)控相位圖加載到液晶空間光調(diào)制器后，按某一頻率在360°角度范圍內(nèi)等角度轉(zhuǎn)動(dòng)切換；或者，在相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖的生成過(guò)程、束散角調(diào)控相位圖的生成過(guò)程中，分別生成數(shù)量相同的多個(gè)相干長(zhǎng)度調(diào)控相位圖、束散角調(diào)控相位圖，逐對(duì)疊加后生成多個(gè)復(fù)合調(diào)控相位圖；將該多個(gè)復(fù)合調(diào)控相位圖加載到液晶空間光調(diào)制器后，按某一頻率切換。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光光束相干度和束散角復(fù)合調(diào)控方法，其特征在于，所述某一頻率為20～60Hz。