[发明专利]一种在多模光纤中实现彩色光定点传输的光场合成方法

权利要求书

1.一种在多模光纤中实现彩色光定点传输的光场合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.基于反馈式的波前整形技术，采用哈达码编码算法HEA，首先构建一组从低频到高频的哈达玛基，随后将哈达玛基加载到空间光调制器上，计算公式如下：

式中，H_n(k)为由+1和-1元素构成的哈达玛矩阵(n＝1，2，...，1024)，ψ_n-1(k)是当前n-1阶最优相位掩膜，mπ/2是移相操作符；

S2.根据S1步骤的计算，(H_n(k)+1)/2将H_n(k)中的“+1”和“-1”元素变换成“+1”和“0”，通过该转换，只有当“+1”时是空间光调制器发生调制，当“0”时被固定到零相位作为参考，因此H_n(k)每次通过调节一半的矩阵来改变空间光调制器上的相位值，此时光强度值为：

式中，E_n-1，opt(j)为未被调制光包含n-1阶的最优化电场，E_n，mod(j)为调制光需要的n阶优化电场，t(j，k)代表光束经多模光纤后的传输矩阵；

S3.通过相移来求解滞后角：φ_n＝Arg[(I_n，1(j)-I_n，3(j))+i(I_n，2(j)-I_n，4(j))]；

S4.通过滞后角φ_n更新最优相位：ψ_n(k)＝ψ_n-1(k)+φ_n(H_n(k)+1)/2；

S5.定点彩色光合成：通过对红光，绿光，蓝光分别进行波前整形后，得到红、绿、蓝聚焦光斑的最优电场，即E_{in_red}(j)，E_{in_green}(j)，E_{in_blue}(j)，再通过光场合成方式，即调整红光、绿光、蓝光聚焦电场的权值，得到混合的电场E_mix(j)：

E_mix(j)＝exp(i*angle(α_rE_{in_red}(j)+α_gE_{in_green}(j)+α_bE_{in_blue}(j)))，α_r+α_g+α_r＝1

S6.将混合的电场值E_mix(j)加载回空间光调制器上，经彩色相机反馈成像后即可得到不同的彩色亮斑。

2.根据权利要求1所述的在多模光纤中实现彩色光定点传输的光场合成方法，其特征在于，所述的S1步骤中，分别加载0，π/2，π，3π/2四个相位，m＝0，1，2，3。

3.根据权利要求2所述的在多模光纤中实现彩色光定点传输的光场合成方法，其特征在于，波前整形技术的公式为：

式中，t(j，k)代表光束经多模光纤后的传输矩阵；经波前整形后，E_in(k)为所求的聚焦电场。