[发明专利]一种纯相位型空间光调制器的密度加权式复合调制方法

说明书

本发明涉及一种纯相位型空间光调制器的密度加权式复合调制方法。所述方法包括：S1：所述空间光调制器像素分成多个子区域，每个子区域内的像素分为两组，每个组内包含若干个像素点；S2：对任一子区域内的第一组的像素进行相控阵调制，相控阵调制可将该组像素点的能量进行集中，当将第一组像素的能量移出时，原光束经过调制后仅剩余第二组像素的能量，通过对每个子区域内第一组像素点能量的控制而实现整个像素平面的密度加权式振幅调制；S3：对任一子区域内的第二组的像素进行相控阵调制，纯相位型空间光调制器对第二组像素点可直接实现相位调制；通过这种方式即可同步且独立的实现振幅调制及相位调制。

技术领域

本发明涉及光学调制领域，尤其涉及光的相位调制和振幅调制。

背景技术

相位型液晶空间光调制器是一种能够对空间光束进行相位调制的器件，用于将原始光束的相位信号调制到所需要的形态。相位型液晶空间光调制器包含若干多个独立的调制单元，这些单元在空间中呈一维或者二维阵列，每个单元都可以独立的接收光学信号或者电信号的控制，并按照此信号来改变自身的光学性质，这些器件通常可以改变空间上光分布的振幅或相位、以及偏振态。

近些年液晶空间光调制器的在成像、投影、相干波前调制、光学镊子、激光脉冲整形等领域引用十分广泛。空间光调制器在各类光学系统中的影响十分重大，且其成本也较昂贵。目前商用的空间光调制器能够实现振幅、相位或者偏振态中的一种形式的调制，而难以在同一个空间光调制器上同步且独立的实现振幅和相位两种模态的调制。在光学系统中，对振幅和相位的调制都十分重要，目前大部分需要两种调制的光学系统需要在系统中同时加入相位型液晶空间光调制器和振幅型液晶空间光调制器。而同时加入两种调制器不仅增加了系统的成本而且会使得系统更加的复杂、增大了系统的搭建难度。本发明提出了一种基于纯相位型空间光调制器的相位及振幅调制方法，这种调制方法通过相控阵光束偏移技术将需要调制光束中的一部分偏移到其他地方以实现等效的振幅调制，同时通过自身的相位调制能力而实现两种形态的同步且独立调制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

目前单个空间光调制器无法同步且独立地对振幅和相位进行调制。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种纯相位型空间光调制器的密度加权式复合调制方法，包括：

所述的空间光调制器为纯相位型空间光调制器，能够直接调制光束的相位而不能够直接实现光束的振幅调制。该相位型空间光调制器包含多个像素点同时将其划分为多个子区域。

每个子区域包含多个像素点，其包含像素点的个数由其所需要的振幅调制的等级决定。

将每个子区域中的点划分为两组，第一组像素点通过一种线性相位调制可将该组像素点的能量进行集中且集中的位置由线性相位决定，当将第一组像素的能量移出时，原光束经过调制后仅剩余第二组像素的能量，通过对每个组像素能量的控制而实现整个像素平面的振幅调制，纯相位型空间光调制器对第二组像素点可直接实现相位调制，即通过这种方式可同时实现振幅调制和相位调制。

其中一个子区域有M*N个像素点，M表示像素的行数，N表示像素的列数，该子区域内第一组像素个数占总像素个数的比例为P₁,第二组像素个数占总像素个数的比例为1-P₁，设第(i，k)单元像素的电流幅度为I_ik，当第(i，k)单元像素分配为第一组像素时，其能量被移出，因此其第一组像素的I_ik＝0，即调制后仅剩余第二组像素能量，第二组像素的振幅假定为1时，其第一组像素电场表为：

第二组像素的表达式: