[发明专利]一种结构光场调控方法及系统

权利要求书

1.一种结构光场调控方法，其特征在于，包括：

生成与目标光场对应的第一灰度全息图；

对所述第一灰度全息图进行归一化处理，得到第二灰度全息图；

根据预设灰度阈值，重新赋值所述第二灰度全息图中各像素的灰度值，得到第三灰度全息图；

对所述第三灰度全息图进行误差补偿，得到第四灰度全息图；

加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束；

所述第四灰度全息图中各像素灰度值的计算公式为：

其中，N(x+a,y+b)表示所述第四灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素的灰度值，表示所述第二灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素的灰度值，c(a,b)表示与所述第三灰度全息图中坐标为(x+a,y+b)的像素对应的预设加权系数，e(x,y)表示与所述第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的误差。

2.如权利要求1所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述根据预设灰度阈值，重新赋值所述第二灰度全息图中各像素的灰度值，得到第三灰度全息图，包括：

将所述第二灰度全息图中灰度值大于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为1、灰度值小于或等于预设灰度阈值的像素的灰度值重新赋值为0，得到第三灰度全息图。

3.如权利要求1所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述第三灰度全息图中各像素对应的误差的计算公式为：

其中，s(x,y)表示所述第三灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值，表示所述第二灰度全息图中坐标为(x,y)的像素的灰度值。

4.如权利要求1所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件，根据所述第四灰度全息图像控制所述数字微镜器件中各微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束，包括：

加载所述第四灰度全息图至数字微镜器件；

根据与所述第四灰度全息图像中各像素的灰度值和各像素对应的所述目标光场中光束的信息，得到所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率；

根据所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率，控制所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的开关状态，以调制入射至所述数字微镜器件的各微镜的参考光束的光强度，得到与所述目标光场对应的目标光束。

5.如权利要求4所述的结构光场调控方法，其特征在于，所述光束的信息包括振幅和相位；

所述数字微镜器件中与所述第四灰度全息图中各像素对应的微镜的光学反射率的计算公式为：

其中，T(x,y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的光学反射率，sgn()表示符号函数，x₀表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的中心位置的横坐标，p(x,y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的位置偏移量，w(x,y)表示与所述第四灰度全息图中坐标为(x,y)的像素对应的微镜的宽度，A(x,y)表示与所述第四灰度全息图像中坐标为(x,y)的像素对应的所述目标光场的振幅，表示与所述第四灰度全息图像中坐标为(x,y)的像素对应的所述目标光场的相位。

6.一种结构光场调控系统，其特征在于，包括控制设备连接的光源、数字微镜器件和图像传感器；

所述光源，用于发射参考光束；

所述数字微镜器件，用于根据所述第四灰度全息图像调制所述参考光束的光强度，得到目标光束；

所述图像传感器，用于感应所述目标光束并输出感应信号至所述控制设备；

所述控制设备，用于根据所述感应信号执行如权利要求1至5任一项所述结构光场调控方法的步骤，得到所述目标光束的光强度分布。