[发明专利]一种基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法以及装置

权利要求书

1.一种基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法，其特征在于，包括依次进行的小相位调制步骤和相位补偿步骤，其中，

所述小相位调制步骤包括：

将空间调制器划分为K个单元后，获取N个K维数组，基于N个K维数组构建N×K维的相位调制矩阵，其中，所述相位调制矩阵的各个数值的大小在[-απ,απ]内，α为小于1的正数；

对所述相位调制矩阵进行预处理，基于预处理后的相位调制矩阵，控制所述空间调制器对入射波波面进行N次空间调制，每次空间调制时均在强度测量区域内的M个位置分别获取波强度，N次空间调制后得到M×N维的强度矩阵；

对所述强度矩阵进行预处理，基于所述相位调制矩阵和预处理后的强度矩阵，生成M×K维的干涉特性矩阵；

所述相位补偿步骤包括：

在所述M个波强度测量位置中选取m个待聚焦位置后，将所述干涉特性矩阵中相对应的m行进行带权重相加，得到1×K维的干涉特性数组，其中，所述权重用于控制m个位置的相对聚焦强度；

对所述干涉特性数组进行相位补偿处理，基于所述相位补偿处理后的干涉特性数组配置空间调制器的调制状态，以实现在m个待聚焦位置的聚焦；

所述对所述相位调制矩阵进行预处理是指：将所述相位调制矩阵的各个数值均增加或减少固定值，以适配所使用空间调制器的相位调制区间；

所述对所述强度矩阵进行预处理是指：将所述强度矩阵的各行的各个数值减去该行的各个数值的平均值；

所述基于所述相位调制矩阵和预处理后的强度矩阵，生成M×K维的干涉特性矩阵是指：将所述预处理后的强度矩阵和相位调制矩阵相乘，以得到M×K维的干涉特性矩阵；

所述对所述干涉特性数组进行相位补偿处理是指：将所述干涉特性数组中的正数变为0，负数变为π；或者将所述干涉特性数组中的正数变为π，负数变为0。

2.根据权利要求1所述的基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法，其特征在于，所述N个K维数组包括随机二值化数组、随机连续数组以及利用hadamard矩阵、格雷码编码构造的二值化数组。

3.根据权利要求1所述的基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法，其特征在于，所述α的取值范围为(0，0.5)。

4.根据权利要求1所述的基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法，其特征在于，所述小相位调制步骤和所述相位补偿步骤基于不同的相位型空间调制器进行。

5.根据权利要求1所述的基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法，其特征在于，所述小相位调制步骤和所述相位补偿步骤基于同一个相位型空间调制器进行。

6.一种基于小相位调制以及相位补偿的聚焦装置，其特征在于，包括波的产生源、空间调制器、波的强度探测装置以及执行如权利要求1-5任一项所述的基于小相位调制以及相位补偿的聚焦方法所需要的计算设备，其中，所述波的产生源用于产生入射波，所述空间调制器用于对入射波的波面进行空间调制，所述波的强度探测装置用于探测波的强度，所述计算设备用于生成相位调制矩阵、接收波强度、计算干涉特性矩阵以及干涉特性数组，以及控制空间调制器的调制状态。