[发明专利]基于空间光调制器的光束编码系统及方法

权利要求书

1.一种基于空间光调制器的光束编码系统，其特征在于，包括：激光器、预处理单元、空间光调制器、第三透镜、光阑及第四透镜；其中，

所述激光器及所述预处理单元在同一直线上，所述空间光调制器设置于所述第三透镜的第一焦平面，所述光阑设置于所述第三透镜的第二焦平面，所述第三透镜及所述第四透镜组成第二4f系统；

所述激光器产生的光经过所述预处理单元进行准直和扩束后，由所述空间光调制器反射，并依次经过所述第三透镜、所述光阑及所述第四透镜；所述空间光调制器用于加载0和编码相位相间的棋盘相格相息图，所述编码相位的范围为[0，π]。

2.根据权利要求1所述的光束编码系统，其特征在于，当所述激光器产生竖直偏振光，所述光束编码系统还包括波片，所述波片位于所述激光及所述预处理单元之间，所述波片用于将所述竖直偏振光转换为水平偏振光。

3.根据权利要求1所述的光束编码系统，其特征在于，所述预处理单元包括第一透镜和第二透镜，第一透镜和所述第二透镜组成第一4f系统。

4.根据权利要求1所述的光束编码系统，其特征在于，所述空间光调制器包括若干个棋盘单元，所述棋盘单元由所述空间光调制器的4n个像素点组成，n为正整数。

5.根据权利要求4所述的光束编码系统，其特征在于，所述棋盘单元由所述空间光调制器的4个像素点组成。

6.一种基于空间光调制器的光束编码方法，其特征在于，应用于权利要求1-5任一项所述的光束编码系统，包括：

装配所述光束编码系统；

在所述空间光调制器上加载0和编码相位相间的棋盘相格相息图，对所述激光器产生的光进行编码调制得到目标光束；其中，所述编码相位的范围为[0，π]。

7.根据权利要求6所述的光束编码方法，其特征在于，所述编码相位通过以下方法获得：

将原再现象的相位与调制相位之和作为第一相位；

将所述第一相位与补偿相位之差作为编码相位。

8.根据权利要求7所述的光束编码方法，其特征在于，所述调制相位通过以下方法获得：

根据棋盘相格的坐标值的矩形函数及狄拉克函数确定第一函数；

根据棋盘相格的坐标值的梳状函数确定第二函数；

将所述第一函数及所述第二函数的卷积作为第一数值；

将所述第一数值与调制函数的乘积作为所述调制相位。

9.根据权利要求8所述的光束编码方法，其特征在于，所述调制函数通过以下方法获得：

将2倍的目标光束的复振幅分布的平方值与1的差值作为第二数值；

将所述第二数值的反余弦值与π之商作为所述调制函数。

10.根据权利要求7所述的光束编码方法，其特征在于，所述补偿相位通过以下方法获得：

将所述编码相位的余弦值与1之和作为第三数值；

将所述编码相位的正弦值与所述第三数值之商作为第四数值；

将所述第四数值的反正切值作为所述补偿相位。