[發明專利]一種結構光場調控方法及系統

有效

• 申請號: 202011335654.1
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112415879B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）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）人: 奧比中光科技集團股份有限公司
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G03H1/12
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 唐佳芝

本申請適用于結構光場調控技術領域，提供一種結構光場調控方法及系統，通過生成與目標光場對應的第一灰度全息圖；對所述第一灰度全息圖進行二值化處理，得到第三灰度全息圖；對所述第三灰度全息圖進行誤差補償，得到第四灰度全息圖；加載所述第四灰度全息圖至數字微鏡器件，根據所述第四灰度全息圖像控制所述數字微鏡器件中各微鏡的開關狀態，以調制入射至所述數字微鏡器件的參考光束的光強度，得到與所述目標光場對應的目標光束，可以有效提高光場的精度、分辨率及光場調控的性能。

技術領域

本申請屬于結構光場調控技術領域，尤其涉及一種結構光場調控方法及系統。

背景技術

結構光場調控技術，即通過對光場振幅、相位和偏振態等空間分布特征進行調控，將傳統的基模高斯光束調制為目標所需的空間結構光場。與傳統的衍射光學元件相比，數字微鏡器件(Digital Micromirror Device，DMD)是一種振幅型的數字空間光調制器，需要加載二值化全息圖實現波前調制操作。

在現有技術中，超像素法是將相鄰的多個像素構造成一個組合像素以實現高精度的調控，超像素法對目標平面的單個像素實現了較高精度的調控，與干涉全息法相比，超像素算法編碼產生的光場具有更高的精度，但卻以犧牲空間分辨率為代價。干涉全息法則通過計算目標光場和平面波的干涉生成灰度全息圖，二值化的振幅型數字微鏡器件可以利用灰度全息圖調制光場，通過脈寬調制的方式實現固定積分時間內的平均強度的調制，但是這種方法調制得到的光場不穩定，最終會呈現出精確度不足的問題。

發明內容

有鑒于此，本申請實施例提供了一種結構光場調控方法、控制設備、系統及存儲介質，以解決現有技術中采用干涉全息法生成灰度全息圖，并通過二值化的振幅型數字微鏡器件利用灰度全息圖調制光場，導致得到的光場不穩定、精確度不足的問題。

本申請實施例的第一方面提供了一種結構光場調控方法，包括：

生成與目標光場對應的第一灰度全息圖；

對所述第一灰度全息圖進行二值化處理，得到第三灰度全息圖；

對所述第三灰度全息圖進行誤差補償，得到第四灰度全息圖；

加載所述第四灰度全息圖至數字微鏡器件，根據所述第四灰度全息圖像控制所述數字微鏡器件中各微鏡的開關狀態，以調制入射至所述數字微鏡器件的參考光束的光強度，得到與所述目標光場對應的目標光束。

本申請實施例的第二方面提供一種控制設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如本申請實施例的第一方面所述結構光場調控方法的步驟。

本申請實施例的第三方面提供一種結構光場調控系統，包括如本申請實施例的第二方面所述的控制設備以及與所述控制設備連接的光源、數字微鏡器件和圖像傳感器；

所述光源，用于發射參考光束；

所述數字微鏡器件，用于根據所述第四灰度全息圖像調制所述參考光束的光強度，得到目標光束；

所述圖像傳感器，用于感應所述目標光束并輸出感應信號至所述控制設備；

所述控制設備，用于根據所述感應信號執行如本申請實施例的第一方面所述結構光場調控方法的步驟，得到所述目標光束的光強度分布。

本申請實施例的第四方面提供一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如本申請實施例的第一方面所述結構光場調控方法的步驟。