[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011335654.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112415879B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 方兆翔;陳露;師少光;張雅琴;張丁軍;黃源浩;肖振中
• 申請（專利權(quán)）人: 奧比中光科技集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G03H1/12
• 代理公司: 深圳中一聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44414
• 代理人: 唐佳芝

1.一種結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法，其特征在于，包括：

生成與目標(biāo)光場對應(yīng)的第一灰度全息圖；

對所述第一灰度全息圖進(jìn)行歸一化處理，得到第二灰度全息圖；

根據(jù)預(yù)設(shè)灰度閾值，重新賦值所述第二灰度全息圖中各像素的灰度值，得到第三灰度全息圖；

對所述第三灰度全息圖進(jìn)行誤差補(bǔ)償，得到第四灰度全息圖；

加載所述第四灰度全息圖至數(shù)字微鏡器件，根據(jù)所述第四灰度全息圖像控制所述數(shù)字微鏡器件中各微鏡的開關(guān)狀態(tài)，以調(diào)制入射至所述數(shù)字微鏡器件的參考光束的光強(qiáng)度，得到與所述目標(biāo)光場對應(yīng)的目標(biāo)光束；

所述第四灰度全息圖中各像素灰度值的計算公式為：

其中，N(x+a,y+b)表示所述第四灰度全息圖中坐標(biāo)為(x+a,y+b)的像素的灰度值，表示所述第二灰度全息圖中坐標(biāo)為(x+a,y+b)的像素的灰度值，c(a,b)表示與所述第三灰度全息圖中坐標(biāo)為(x+a,y+b)的像素對應(yīng)的預(yù)設(shè)加權(quán)系數(shù)，e(x,y)表示與所述第三灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的誤差。

2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法，其特征在于，所述根據(jù)預(yù)設(shè)灰度閾值，重新賦值所述第二灰度全息圖中各像素的灰度值，得到第三灰度全息圖，包括：

將所述第二灰度全息圖中灰度值大于預(yù)設(shè)灰度閾值的像素的灰度值重新賦值為1、灰度值小于或等于預(yù)設(shè)灰度閾值的像素的灰度值重新賦值為0，得到第三灰度全息圖。

3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法，其特征在于，所述第三灰度全息圖中各像素對應(yīng)的誤差的計算公式為：

其中，s(x,y)表示所述第三灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素的灰度值，表示所述第二灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素的灰度值。

4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法，其特征在于，所述加載所述第四灰度全息圖至數(shù)字微鏡器件，根據(jù)所述第四灰度全息圖像控制所述數(shù)字微鏡器件中各微鏡的開關(guān)狀態(tài)，以調(diào)制入射至所述數(shù)字微鏡器件的參考光束的光強(qiáng)度，得到與所述目標(biāo)光場對應(yīng)的目標(biāo)光束，包括：

加載所述第四灰度全息圖至數(shù)字微鏡器件；

根據(jù)與所述第四灰度全息圖像中各像素的灰度值和各像素對應(yīng)的所述目標(biāo)光場中光束的信息，得到所述數(shù)字微鏡器件中與所述第四灰度全息圖中各像素對應(yīng)的微鏡的光學(xué)反射率；

根據(jù)所述數(shù)字微鏡器件中與所述第四灰度全息圖中各像素對應(yīng)的微鏡的光學(xué)反射率，控制所述數(shù)字微鏡器件中與所述第四灰度全息圖中各像素對應(yīng)的微鏡的開關(guān)狀態(tài)，以調(diào)制入射至所述數(shù)字微鏡器件的各微鏡的參考光束的光強(qiáng)度，得到與所述目標(biāo)光場對應(yīng)的目標(biāo)光束。

5.如權(quán)利要求4所述的結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法，其特征在于，所述光束的信息包括振幅和相位；

所述數(shù)字微鏡器件中與所述第四灰度全息圖中各像素對應(yīng)的微鏡的光學(xué)反射率的計算公式為：

其中，T(x,y)表示與所述第四灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的微鏡的光學(xué)反射率，sgn()表示符號函數(shù)，x₀表示與所述第四灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的微鏡的中心位置的橫坐標(biāo)，p(x,y)表示與所述第四灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的微鏡的位置偏移量，w(x,y)表示與所述第四灰度全息圖中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的微鏡的寬度，A(x,y)表示與所述第四灰度全息圖像中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的所述目標(biāo)光場的振幅，表示與所述第四灰度全息圖像中坐標(biāo)為(x,y)的像素對應(yīng)的所述目標(biāo)光場的相位。

6.一種結(jié)構(gòu)光場調(diào)控系統(tǒng)，其特征在于，包括控制設(shè)備連接的光源、數(shù)字微鏡器件和圖像傳感器；

所述光源，用于發(fā)射參考光束；

所述數(shù)字微鏡器件，用于根據(jù)所述第四灰度全息圖像調(diào)制所述參考光束的光強(qiáng)度，得到目標(biāo)光束；

所述圖像傳感器，用于感應(yīng)所述目標(biāo)光束并輸出感應(yīng)信號至所述控制設(shè)備；

所述控制設(shè)備，用于根據(jù)所述感應(yīng)信號執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述結(jié)構(gòu)光場調(diào)控方法的步驟，得到所述目標(biāo)光束的光強(qiáng)度分布。