[發明專利]一種在多模光纖中實現彩色光定點傳輸的光場合成方法

在審

• 申請號: 202010019032.1
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111123509A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李朝暉;覃良霞;沈樂成;伍代軒
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 王曉玲

1.一種在多模光纖中實現彩色光定點傳輸的光場合成方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.基于反饋式的波前整形技術，采用哈達碼編碼算法HEA，首先構建一組從低頻到高頻的哈達瑪基，隨后將哈達瑪基加載到空間光調制器上，計算公式如下：

式中，H_n(k)為由+1和-1元素構成的哈達瑪矩陣(n＝1，2，...，1024)，ψ_n-1(k)是當前n-1階最優相位掩膜，mπ/2是移相操作符；

S2.根據S1步驟的計算，(H_n(k)+1)/2將H_n(k)中的“+1”和“-1”元素變換成“+1”和“0”，通過該轉換，只有當“+1”時是空間光調制器發生調制，當“0”時被固定到零相位作為參考，因此H_n(k)每次通過調節一半的矩陣來改變空間光調制器上的相位值，此時光強度值為：

式中，E_n-1，opt(j)為未被調制光包含n-1階的最優化電場，E_n，mod(j)為調制光需要的n階優化電場，t(j，k)代表光束經多模光纖后的傳輸矩陣；

S3.通過相移來求解滯后角：φ_n＝Arg[(I_n，1(j)-I_n，3(j))+i(I_n，2(j)-I_n，4(j))]；

S4.通過滯后角φ_n更新最優相位：ψ_n(k)＝ψ_n-1(k)+φ_n(H_n(k)+1)/2；

S5.定點彩色光合成：通過對紅光，綠光，藍光分別進行波前整形后，得到紅、綠、藍聚焦光斑的最優電場，即E_{in_red}(j)，E_{in_green}(j)，E_{in_blue}(j)，再通過光場合成方式，即調整紅光、綠光、藍光聚焦電場的權值，得到混合的電場E_mix(j)：

E_mix(j)＝exp(i*angle(α_rE_{in_red}(j)+α_gE_{in_green}(j)+α_bE_{in_blue}(j)))，α_r+α_g+α_r＝1

S6.將混合的電場值E_mix(j)加載回空間光調制器上，經彩色相機反饋成像后即可得到不同的彩色亮斑。

2.根據權利要求1所述的在多模光纖中實現彩色光定點傳輸的光場合成方法，其特征在于，所述的S1步驟中，分別加載0，π/2，π，3π/2四個相位，m＝0，1，2，3。

3.根據權利要求2所述的在多模光纖中實現彩色光定點傳輸的光場合成方法，其特征在于，波前整形技術的公式為：

式中，t(j，k)代表光束經多模光纖后的傳輸矩陣；經波前整形后，E_in(k)為所求的聚焦電場。