[发明专利]一种新型二维光束偏转方法及装置

权利要求书

1.一种新型二维光束偏转装置，包括起偏器(1)，液晶空间光调制器(2)，透镜(3)、图像传感器(4)，计算机(5)，其特征在于，起偏器(1)位于液晶空间光调制器(2)之前，用于产生偏振平行于液晶分子长轴的入射光，透镜(3)位于液晶空间光调制器(2)之后，用于获得远场光斑，图像传感器(4)位于透镜(3)之后用于采集光斑信息，液晶空间光调制器(2)、图像传感器(4)分别与计算机(5)连接。

2.一种新型二维光束偏转方法，其特征在于，该方法包含下列步骤：

①、入射光经起偏器(1)后垂直入射到未加载电压的液晶空间光调制器(2)，出射光经透镜(3)到达位于焦平面的图像传感器(4)，记录光斑位置；

②、基于图像处理的方法，通过阈值法和滤波等处理，采用质心法计算图像传感器上光斑的质心位置；

③、根据需要偏转的角度计算液晶空间光调制器所需加载的相位图；

假设需要将入射光束偏转(α，β)角度，其中α、β分别表示光束偏转的方位角和俯仰角；根据下式计算得到(α′，β′)：

α′=cot[tan2(α)+tan2(β)]]]>

β′=cot[tan(β)tan(α)]]]>

将α′作为方位角计算得到相位图1，将相位图1旋转β′角度，得到相位图2，将相位图2归一化到液晶空间光调制器灰度范围内，得到最终相位图3，具体步骤如下：

1)、根据水平维度的偏转角α′，按照下式获得一维分布的相位图；

2)、利用相位回卷法，将获得的相位图进行2π相位回卷得到相位图1；

3)、将获得的相位图1旋转角度β′获得相位图2；

4)、将相位图2按归一化到液晶空间光调制器灰度范围内，获得最终相位图3；

④、将获得的最终相位图3加载到液晶空间光调制器上，在图像传感器上可以获得偏转后的光斑，利用步骤③中相同的方法，可以获得偏转后光斑的质心位置(x，y)。

3.根据权利要求2所述的一种新型二维光束偏转方法，其特征在于：当需要实现一维范围内光束偏转时，直接根据需要实现的光束偏转角计算获得液晶空间光调制器需加载的相位图，并不通过改变每个周期内电极数来改变偏转角以匹配期望获得的偏转角。

4.根据权利要求2所述的一种新型二维光束偏转方法，其特征在于：当需要实现二维范围内光束偏转时，根据期望偏转角计算产生相位图所需的两个参数，根据所得的参数计算获得最终二维分布的相位图，将该相位图加载到液晶空间光调制器，以实现二维光束偏转。

5.根据权利要求2所述的一种新型二维光束偏转方法，其特征在于：根据期望偏转角计算获得相位图，计算所使用的参数是连续可控的，可获得视场范围内任意角度的偏转。

6.根据权利要求2所述的一种新型二维光束偏转方法，其特征在于：该系统可以工作在开环状态，也可以工作在闭环状态。