[发明专利]基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器及调制方法

权利要求书

1.一种基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,它由DMD器件和一个共轴4f小孔滤波光学系统构成；DMD器件、第一傅里叶变换透镜、滤波小孔光阑、第二傅里叶变换透镜和调制结果输出面在同一光轴上依次排列；DMD器件、第一傅里叶变换透镜、滤波小孔光阑、第二傅里叶变换透镜和调制结果输出面之间的距离分别为一倍的傅里叶变换透镜的焦距f，整个系统的光路长度共为4f。

2.如权利要求1所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,在同一光轴上，DMD器件与第一傅里叶变换透镜之间，还设有倾斜角度为45度的分光镜。

3.如权利要求1或2所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,DMD器件由成千上万个可倾斜的反射微镜组成，每一个像素上都有一个可以转动的微镜；每个微镜都有±10°～15°的偏转角，分别对应“打开”状态和“关闭”状态，即：每个微镜仅具有“打开”、“关闭”两种调制状态，只能对入射光实现“有”或“无”的二进制调制。

4.如权利要求3所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,每个微镜的尺寸为8*8微米～16*16微米，微镜间隔为1～2微米。

5.如权利要求3所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,该空间光调制器的调制速度由DMD器件的微镜翻转速度或微镜更新速度决定；该空间光调制器的调制精度由滤波小孔的孔径尺寸所决定；在DMD器件偏转角度的配合下，滤波小孔的孔径尺寸越小，调制精度越高。

6.如权利要求1或2所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,DMD器件通过围绕自身中心的三个轴旋转可以实现对调制方案的修正，在滤波小孔孔径尺寸的配合下可以形成多种调制方案。

7.如权利要求1或2所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,该空间光调制器可以同时对入射光信号的幅度和相位进行调制，而且幅度和相位的调制彼此独立。

8.如权利要求1或2所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，其特征在于,该空间光调制器，其幅度与相位的调制精度可以根据实际的应用需求进行调节。

9.一种利用如权利要求1-8任一所述的基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，对空间光进行幅度和相位调制的调制方法，其特征在于,

(1)通过分光镜使入射光沿4f系统光轴入射到DMD器件上；将DMD器件沿其中心轴向进行三维旋转，使得其不同位置上的入射光相位存在一定的周期性差异；

(2)通过打开和关闭DMD器件上不同位置处的像素，经过小孔滤波后可以得到具有不同幅度和相位的调制结果。

10.如权利要求9所述的利用基于DMD器件和共轴光学系统的高速高精度空间光调制器，对空间光进行幅度和相位调制的调制方法，其特征在于，

DMD器件通过围绕自身中心的三个轴旋转可以实现对调制方案的修正，在滤波小孔孔径尺寸的配合下可以形成多种调制方案；可以根据实际的应用需求，通过控制DMD器件的偏转角度并且通过调节滤波小孔的孔径尺寸，实现对空间光的幅度和相位的调制精度的任意调节。