[发明专利]激光光束相干度和束散角复合调控方法

权利要求书

1.一种激光光束相干度和束散角复合调控方法，包括以下步骤，激光光束经准直后由偏振器件起偏为符合液晶空间光调制器要求的偏振光，在计算机的控制下，由液晶空间光调制器完成激光光束的相干度和束散角的调控，得到具有某一相干长度和束散角的部分相干激光光束；其特征在于：

根据零均值高斯分布二实值函数生成零均值高斯分布相位图；输入所需激光光束的空间相干长度σ_g和束散角θ的值，由计算机根据随机相位函数束散角调制函数分别生成若干个相干长度调控相位图、束散角调控相位图；

相干长度调控相位图的生成过程为：

根据输入的空间相干长度σ_g生成窗口函数以窗口函数作为卷积核，由所述零均值高斯分布相位图卷积产生具有某一相位相干长度δ_φ的随机相位函数即：

式中：为相位图像素点极坐标；根据δ_φ＝mσ_g，m为相干长度转换系数，求得相位相干长度δ_φ，最后由随机相位函数生成具有所述某一相位相干长度δ_φ的相干长度调控相位图；

束散角调控相位图的生成过程为：

束散角调制函数为：

式中：(x,y)为相位图像素点直角坐标，波数k＝2π/λ，λ为光束波长，液晶空间光调制器等效透镜的焦距f由下式求出：

式中：θ为具有某一空间相干长度σ_g的部分相干激光光束束散角，L为光束传播距离，ω₀为光束出射液晶空间光调制器时的直径；

最后由束散角调制函数生成具有所述某一束散角θ的束散角调控相位图；

将所生产的相干长度调控相位图和束散角调控相位图叠加后取余，生成复合调控相位图；所述取余是在确定以0～255级灰度对应0～2π的相位调制量后，鉴于相位的周期性，对叠加后的调控相位图进行取模2π运算，即除以2π的余数，以满足液晶的相位调制范围限制；

将所述复合调控相位图加载到液晶空间光调制器上，复合调控相位图按某一频率切换，对液晶空间光调制器的相位调制量进行灰度控制，同步完成对入射激光光束的相干度和束散角的复合调控。

2.根据权利要求1所述的激光光束相干度和束散角复合调控方法，其特征在于，在相干长度调控相位图的生成过程、束散角调控相位图的生成过程中，分别生成一个相干长度调控相位图、束散角调控相位图，叠加后生成一个复合调控相位图；将该复合调控相位图加载到液晶空间光调制器后，按某一频率在360°角度范围内等角度转动切换；或者，在相干长度调控相位图的生成过程、束散角调控相位图的生成过程中，分别生成数量相同的多个相干长度调控相位图、束散角调控相位图，逐对叠加后生成多个复合调控相位图；将该多个复合调控相位图加载到液晶空间光调制器后，按某一频率切换。

3.根据权利要求1所述的激光光束相干度和束散角复合调控方法，其特征在于，所述某一频率为20～60Hz。