[发明专利]一种空间光调制器及系统

说明书

本发明公开了一种空间光调制器及系统，包括：一用于接收光束空间调制数据信号的第一输入接口；至少一个用于接收可配置硬件参数项的第二输入接口，所述可配置硬件参数项为光束出射角度偏置量、出射光束发散角偏置量、光斑焦距、出射光分束数量、基底相位误差和基底相位误差补偿值中的至少一种；一根据所述光束空间调制数据信号和可配置硬件参数项生成寻址数据的控制单元；一根据所述寻址数据驱动光学头的驱动模块。其将调制数据和可配置参数项分离开，将可配置参数项内置在空间光调制器本体内，使之成为一种硬件可选参数项，而无需用户单独计算，便于操控，从而使得空间光调制更有广泛的适应性和易用性。

技术领域

本发明属于空间光调制技术领域，具体地涉及一种空间光调制器及系统。

背景技术

空间光调制器是一种光场调控器件，用户通过输入寻址数据来驱动光学头实现对入射光束的空间调制，使得出射光束满足特定功能目标。如图1所示，传统空间光调制器是上位机编程生成用户寻址数据F(x,y)，光束调制功能由输入的寻址数据决定，通过接口输入空间光调制器，驱动光学头对入射光束Input进行调制，出射光束Output就是用户希望得到的光束结果。AP(x,y)为光束的空间调制函数，这部分作为用户目标功能函数，属于不确定的用户函数，不同应用场景该函数内容完全不同，在一般情况下，空间光调制器的入射光和出射光为沿光学面的法线对称出射，AP(x,y)等同于F(x,y)，此时a＝β。但很多情况下，如果用户希望改变出射光束的角度偏离法线对称，需要在寻址数据中包含一组闪耀光栅偏置分量，每个调制功能都必须包含该偏置分量，而这个偏置分量仅与光路环境相关，不是调制功能算法的必备内容。此时，出射光束除了目标功能外，还需要满足一定的光路特性，例如，为了消除零级光斑的影响，用户希望出射光束进行零级偏离，即a不等于β，这个差值定义为Δ＝a-β，称为偏置分量，该偏置分量可以通过BP(x,y)计算得到，因此F(x,y)＝AP(x,y)+BP(x,y)。这样AP变化时，只要BP不发生变化，Δ值就是个恒定值。而BP值的变化，不影响AP的功能目标，例如图1示例AP(x,y)为一个涡旋相位分布图，其参数拓扑荷变化与BP(x,y)无关,BP(x,y)的结果仅仅影响光束的角度位置。

虽然在基于上位机的空间光调制器控制系统中增加闪耀光栅或类似光束偏转算法得到偏置分量，技术非常成熟，但由于引入了额外计算，寻址数据无法做到与设备应用场景解耦，缺乏通用性，换个光路环境可能就需要再次计算，带来系统复杂度。由于寻址数据是通过上位机编程，空间光调制器本身无法实时与外部设备进行交互控制，必须通过上位机中转实现控制，这在自动化设备、自适应光学控制领域存在弊端，例如无法通过电平信号直接实现光束角度偏转，或者直接把光束出射角度偏置固定在某个值而无需重复计算。即采用现有的空间光调制器，其不便于自动化操控，不具有广泛的适应性和易用性。

发明内容

为了解决现有空间光调制器不便于自动化操控，适用性不广的问题，本发明提供一种空间光调制器及系统，其将调制数据和可配置参数项分离开，将可配置参数项内置在空间光调制器本体内，使之成为一种硬件可选参数项，而无需用户单独计算，便于操控，从而使得空间光调制更有广泛的适应性和易用性。

本发明通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供一种空间光调制器，包括：

一用于接收光束空间调制数据信号的第一输入接口；

至少一个用于接收可配置硬件参数项的第二输入接口，所述可配置硬件参数项为光束出射角度偏置量、出射光束发散角偏置量、光斑焦距、出射光分束数量、基底相位误差和基底相位误差补偿值中的至少一种；

一根据所述光束空间调制数据信号和可配置硬件参数项生成寻址数据的控制单元；

一根据所述寻址数据驱动光学头的驱动模块。