[发明专利]一种基于微纳全息光波导的光学处理方法及系统

说明书

本发明提供一种基于微纳全息光波导的光学处理方法及系统，其中所述方法包括：接收第一光束，利用入射光栅对所述第一光束做傅立叶变换形成第二光束，并将所述第二光束耦合输入到光波导内；所述第二光束在所述光波导内传输；对所述第二光束进行处理，形成第三光束；所述第三光束在所述光波导内传输；利用出射光栅对所述第三光束做傅立叶逆变换形成第四光束，并将所述第四光束耦合输出到光波导外。本发明提供的基于微纳全息光波导的光学处理方法及系统，通过将入射光栅、光学处理元件和出射光栅分别设置于光波导表面，使系统设计紧凑，体积小，重量轻，不容易受环境噪声的干扰。

技术领域

本发明涉及光学处理技术领域，尤其涉及一种基于微纳全息光波导的光学处理方法及系统。

背景技术

傅立叶光学是现代光学的一个分支，其中，空间滤波是傅里叶光学的一个重要应用领域。空间滤波器大致分为三类：振幅型、相位型和复数型。空间滤波器在反衬度增强、微分运算、匹配滤波、图形相关、模糊图像处理、像差平衡等方面广泛应用。

4f系统是傅立叶光学的一个经典的空间滤波系统，图1为典型的4f系统示意图，如图1所示，S为点光源，P1为入射面，P2为频谱区，P3为出射面，透镜L2和L3的焦距均为f。点光源S经过准直镜L1后得到平行光，在入射面P1上的输入函数f(x,y)经过透镜L2实现光学傅立叶变换，在频谱区P2得到它的频谱F(μ,υ)，F(μ,υ)与频谱区P2上的滤波函数F(μ,υ)相乘后经过透镜L3进行光学傅立叶反变换，在出射面P3上可以得到滤波函数 g(x,y)，通过设计4f系统的合适的滤波函数，可以快速的实现预想的滤波效果。

图2为等效于4f系统的光学滤波系统示意图，如图2所示，S为点光源，P1为入射面，P2为频谱区，P3为出射面，透镜L1的焦距为f1，L2的焦距为f2。以点光源S的发散光作为入射光，把入射面P1放置在透镜L1的前焦距上，根据透镜成像原理，在透镜后两倍焦距处是入射光的频谱区 P2，在这个区域进行滤波，并经过透镜L2把信息从频率域还原到空间域，在出射面P3上得到滤波后的函数。

在上述两种常用的滤波系统中，由于透镜实际体积、重量、还有焦距长度的原因，使整个滤波系统的体积和重量都比较大，在实际的使用中非常的不方便，不利于相应系统整体的小型化。此外，由于透镜之间分离安装，在环境中容易受各种噪声的干扰，影响整个滤波系统的效果。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种基于微纳全息光波导的光学处理方法及系统，解决了现有技术中光学处理系统的体积大，并且容易受各种噪声干扰的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，一方面，本发明提供一种基于微纳全息光波导的光学处理方法，包括：

接收第一光束，利用入射光栅对所述第一光束做傅立叶变换形成第二光束，并将所述第二光束耦合输入到光波导内；

所述第二光束在所述光波导内传输；

对所述第二光束进行处理，形成第三光束；

所述第三光束在所述光波导内传输；

利用出射光栅对所述第三光束做傅立叶逆变换形成第四光束，并将所述第四光束耦合输出到光波导外。

进一步地，所述对所述第二光束进行处理具体为：

对所述第二光束进行滤波处理或校正处理。

进一步地，所述方法还包括：

将光学处理元件设置于所述第二光束在所述光波导表面上形成的第一汇聚焦点上，将所述光学处理元件设置于所述第三光束在所述光波导表面上形成的第二汇聚焦点上，所述第一汇聚焦点与所述第二汇聚焦点重合。