基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法
【專(zhuān)利摘要】發(fā)明屬于應(yīng)用光學(xué)和衍射光學(xué)交叉【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，在基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置獨(dú)立控制裝置上，依據(jù)多組光束焦斑的三維位置在遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)期不同需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布，多個(gè)相位分形成復(fù)合相位分布用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)相控陣，從而實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑的三維位置的任意、獨(dú)立、且無(wú)機(jī)械慣量編程控制；本發(fā)明克服了“不想要的光斑”問(wèn)題，同時(shí)由于對(duì)每組光束的控制只應(yīng)用了一個(gè)相位分布，可以減少多個(gè)光束同步控制時(shí)的計(jì)算量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]發(fā)明屬于應(yīng)用光學(xué)和衍射光學(xué)交叉【技術(shù)領(lǐng)域】，主要涉及基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制技術(shù)，該技術(shù)發(fā)明依據(jù)光學(xué)相控陣的相位分布的調(diào)制可編程控制的優(yōu)點(diǎn)，基于一種新的相位分布形成方法，分別依據(jù)多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置的預(yù)期需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布，多個(gè)相位分形成復(fù)合相位分布用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)相控陣，從而達(dá)到對(duì)預(yù)期多組束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑軸向位置以及每組光束中的多個(gè)光束焦斑二維位置的任意、獨(dú)立、且無(wú)機(jī)械慣量編程控制。
【背景技術(shù)】
[0002]在激光雷達(dá)、激光武器、激光鑷子、共焦顯微鏡、激光雕刻、激光加工等等領(lǐng)域，傳統(tǒng)激光束掃描控制方式多采用電機(jī)控制機(jī)械裝置掃描，存在機(jī)械慣量、控制復(fù)雜、體積較大等問(wèn)題?；诠鈱W(xué)相控陣的新型光束掃描控制技術(shù)很好的克服這些缺點(diǎn)，本人之前的發(fā)明專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)為:20101061377.2，名稱(chēng)為:《一種基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法》就是為了克服以上缺點(diǎn)而提出發(fā)明的，但是其中的相位分布形成方法采用的都是直接解析求解方法，控制預(yù)期多光束時(shí)存在“不想要的光斑”。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:如何實(shí)現(xiàn)對(duì)預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑三維位 置的任意、獨(dú)立、且無(wú)機(jī)械慣量編程控制，同時(shí)消除“不想要的光斑”。
[0004]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，其特征在于:在基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置獨(dú)立控制裝置上，依據(jù)多組光束焦斑的三維位置在遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)期不同需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布，多個(gè)相位分形成復(fù)合相位分布用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)相控陣，從而實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑的三維位置的任意、獨(dú)立、且無(wú)機(jī)械慣量編程控制:
基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置獨(dú)立控制裝置包括順序排列的激光器、孔闌、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、偏振片、光學(xué)相控陣、透鏡、遠(yuǎn)場(chǎng)多個(gè)平面；
依據(jù)多組光束焦斑的三維位置在遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)期不同需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布: 控制第i組光束焦斑的相位分布形成過(guò)程:遠(yuǎn)場(chǎng)平面上預(yù)期的焦斑振幅分布為
IA<x'.jr>|在遠(yuǎn)場(chǎng)平面?zhèn)€坐標(biāo)點(diǎn)的強(qiáng)度為I，其他位置全為0，即》多個(gè)光
點(diǎn)，?為自然數(shù)，相位分布迭代初值設(shè)為0，后續(xù)迭代中的相位分布可以由遠(yuǎn)場(chǎng)的傅立葉逆變換通過(guò)如下4個(gè)步驟確定，假定此時(shí)是第 次迭代，?為自然數(shù)，則有:
步驟1:設(shè)定遠(yuǎn)場(chǎng)平面的預(yù)期的目標(biāo)復(fù)振幅可以表達(dá)為:
【權(quán)利要求】
1.基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，其特征在于:在基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置獨(dú)立控制裝置上，依據(jù)多組光束焦斑的三維位置在遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)期不同需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布，多個(gè)相位分形成復(fù)合相位分布用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)相控陣，從而實(shí)現(xiàn)基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑的三維位置的任意、獨(dú)立、且無(wú)機(jī)械慣量編程控制: 基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置獨(dú)立控制裝置包括順序排列的激光器、孔闌、準(zhǔn)直擴(kuò)束裝置、偏振片、光學(xué)相控陣、透鏡、遠(yuǎn)場(chǎng)多個(gè)平面； 依據(jù)多組光束焦斑的三維位置在遠(yuǎn)場(chǎng)預(yù)期不同需求，產(chǎn)生相應(yīng)的多個(gè)相位分布: 控制第i組光束焦斑的相位分布形成過(guò)程:遠(yuǎn)場(chǎng)平面上預(yù)期的焦斑振幅分布為IAW)1,5.1 AC^V)!在遠(yuǎn)場(chǎng)平面_個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)的強(qiáng)度為1，其他位置全為O，即多個(gè)光點(diǎn)爾力自然數(shù)，相位分布迭代初值設(shè)為O，后續(xù)迭代中的相位分布可以由遠(yuǎn)場(chǎng)的傅立葉逆變換通過(guò)如下4個(gè)步驟確定，假定此時(shí)是第》次迭代，n為自然數(shù)，則有: 步驟1:設(shè)定遠(yuǎn)場(chǎng)平面的預(yù)期的目標(biāo)復(fù)振幅分布巧(:^力可以表達(dá)為:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，其特征在于:所述透鏡的焦距大于O小于等于無(wú)窮大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，其特征在于:所述光學(xué)相控陣為透射式光學(xué)相控陣或者反射式光學(xué)相控陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學(xué)相控陣的預(yù)期多組光束遠(yuǎn)場(chǎng)焦斑位置控制方法，其特征在于:驅(qū)動(dòng)光學(xué)相控陣的復(fù)合相位分布形成方式為多個(gè)相位分拼接或者多個(gè)相位分疊加。
【文檔編號(hào)】G02F1/01GK103760689SQ201410021481
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】王東, 賈鵬, 蔡冬梅, 靳寶全, 王云才, 楊毅彪, 武鈺麗 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)