[发明专利]一种基于DMD生成多参量可调光场的方法、装置及系统

权利要求书

1.一种基于DMD生成多参量可调光场的方法，其特征在于，包括：

发射飞秒激光光束；

对所述飞秒激光光束进行扩束和准直处理，确定扩束和准直后的激光光束；

对所述扩束和准直后的激光光束进行滤波处理，确定第一滤波激光光束；

对所述第一滤波激光光束进行色散补偿处理，确定色散补偿后的激光光束；

结合目标光场的复振幅表达式以及二元全息算法，确定所述目标光场的二元全息图；

将所述二元全息图加载到DMD，通过DMD对所述色散补偿后的激光光束进行波前调制，确定调制后的激光光束；

对所述调制后的激光光束进行滤波处理，滤除零级衍射光和负一级衍射光，确定一级衍射光通过；

对所述一级衍射光进行聚焦处理，生成多参量可调阵列光场，其中，所述多参量可调阵列光场中每个聚焦光斑的空间三维、功率剂量以及拓扑荷数都是独立可调的。

2.根据权利要求1所述的一种基于DMD生成多参量可调光场的方法，其特征在于，所述对所述第一滤波激光光束进行色散补偿处理，确定色散补偿后的激光光束，包括：

通过闪耀光栅反射所述第一滤波激光光束，准直出射所述第一滤波激光光束的衍射光，其中，所述衍射光用于表征带有恒定角色散的一级衍射光；

根据DMD的入射角大小，确定DMD的角色散值；

根据所述衍射光角色散，确定闪耀光栅的角色散值；

根据所述闪耀光栅的角色散值以及DMD的角色散值计算透镜焦距，确定透镜组；

所述衍射光通过所述透镜组，确定色散补偿后的激光光束。

3.根据权利要求1所述的一种基于DMD生成多参量可调光场的方法，其特征在于，所述结合目标光场的复振幅表达式以及二元全息算法，确定所述目标光场的二元全息图，包括：

通过目标光场的焦点在焦平面上移动至物镜入瞳面，确定相位表达式；

对所述相位表达式中的相位项叠加球面波相位以及涡旋相位，确定目标光场的复振幅表达式；

结合所述复振幅表达式以及二元全息算法，确定目标光场的二元全息图。

4.根据权利要求1所述的一种基于DMD生成多参量可调光场的方法，其特征在于，所述将所述二元全息图加载到DMD，通过DMD对所述色散补偿后的激光光束进行波前调制，确定调制后的激光光束，包括：

根据所述二元全息图的像素值，控制所述DMD中每个像素上微镜的翻转；

所述色散补偿后的激光光束通过所述DMD，确定调制后的激光光束。

5.一种基于DMD生成多参量可调光场的装置，其特征在于，包括脉冲激光器，沿所述脉冲激光器的输出光方向依次是第一透镜组、第一空间滤波器、闪耀光栅、第二透镜组、第一反射镜、数字微镜阵列、第二反射镜、第三透镜组、第二空间滤波器以及物镜，所述第一空间滤波器放置在所述第一透镜组中前透镜的焦平面位置；

其中，所述脉冲激光器，用于发射飞秒激光光束，所述飞秒激光光束通过所述第一透镜组以及第一空间滤波器，照射至所述闪耀光栅；

所述第一透镜组，用于对所述飞秒激光光束进行扩束和准直；

所述第一空间滤波器，用于对所述飞秒激光光束进行滤波；

所述闪耀光栅，用于对所述飞秒激光光束生成正向色散，所述飞秒激光光束通过所述第二透镜组以及第一反射镜，反射至所述数字微镜列阵；

所述第二透镜组，用于对所述飞秒激光光束进行色散补偿；

所述数字微镜列阵，用于对所述飞秒激光光束进行波前调制，所述飞秒激光光束通过所述第二反射镜、第三透镜组以及第二空间滤波器，反射至所述物镜；

所述第三透镜组，用于将所述飞秒激光光束传递到所述物镜入瞳前；

所述第二空间滤波器，用于过滤所述飞秒激光光束的衍射光；

所述物镜，用于聚焦所述飞秒激光光束，生成多参量可调光场。

6.根据权利要求5所述的一种基于DMD生成多参量可调光场的装置，其特征在于，还包括半反半透镜、凸透镜以及CCD相机，所述CCD相机放置在所述凸透镜焦平面上；

其中，所述半反半透镜，用于反射一部分激光光束；

所述凸透镜，用于聚焦反射光；

所述CCD相机，用于收集反射光信息。