[发明专利]一种结构光场调控方法及系统

说明书

本申请适用于结构光场调控技术领域，提供一种结构光场调控方法及系统，通过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二值化处理，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，可以有效提高光场的精度、分辨率及光场调控的性能。

技术领域

本申请属于结构光场调控技术领域，尤其涉及一种结构光场调控方法及系统。

背景技术

结构光场调控技术，即通过对光场振幅、相位和偏振态等空间分布特征进行调控，将传统的基模高斯光束调制为目标所需的空间结构光场。与传统的衍射光学元件相比，数字微镜器件(Digital Micromirror Device，DMD)是一种振幅型的数字空间光调制器，需要加载二值化全息图实现波前调制操作。

在现有技术中，超像素法是将相邻的多个像素构造成一个组合像素以实现高精度的调控，超像素法对目标平面的单个像素实现了较高精度的调控，与干涉全息法相比，超像素算法编码产生的光场具有更高的精度，但却以牺牲空间分辨率为代价。干涉全息法则通过计算目标光场和平面波的干涉生成灰度全息图，二值化的振幅型数字微镜器件可以利用灰度全息图调制光场，通过脉宽调制的方式实现固定积分时间内的平均强度的调制，但是这种方法调制得到的光场不稳定，最终会呈现出精确度不足的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种结构光场调控方法、控制设备、系统及存储介质，以解决现有技术中采用干涉全息法生成灰度全息图，并通过二值化的振幅型数字微镜器件利用灰度全息图调制光场，导致得到的光场不稳定、精确度不足的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种结构光场调控方法，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二值化处理，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。

本申请实施例的第二方面提供一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如本申请实施例的第一方面所述结构光场调控方法的步骤。

本申请实施例的第三方面提供一种结构光场调控系统，包括如本申请实施例的第二方面所述的控制设备以及与所述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本申请实施例的第一方面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。

本申请实施例的第四方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如本申请实施例的第一方面所述结构光场调控方法的步骤。