[发明专利]一种经过多级散射层聚焦的光束波前相位优化方法

摘要

本发明涉及一种经过多级散射层聚焦的光束波前相位优化方法。现有技术采用逐个像素点优化的方法，优化过程所需时间长，优化效率低。本发明基于聚焦光束为轴对称的特性，采用以中心像素点的对称中心为圆心，以像素点矩形的长边为半径增加的步长，依次增加圆形区域半径的圆环形区域优化方法，并且在每轮优化过程结束时，将所优化的像素点相位设置成优化量，在进行下轮圆环形区域优化。本发明方法具有优化过程所需时间短、优化效率高，在目标焦点区域的光强度增幅程度大，能达到超分辨特性优化的特点。

主权项

一种经过多级散射层聚焦的光束波前相位优化方法，所采用的优化光学系统为光源发射出的光束依次经过相位型空间光调制器和多级散射层，被设置在目标焦点区域的光电探测器接收，系统控制单元与相位型空间光调制器和光电探测器相连，光电探测器探测到的光电信号传到系统控制单元，作为波前相位优化方法的反馈输入，系统控制单元根据波前相位优化方法设定相位型空间光调制器上的每个像素点的相位，其特征在于：该优化方法的具体步骤是：(1)将相位型空间光调制器上的所有像素点的相位初始化为0；(2)调节光束中心区域对应的相位型空间光调制器上的中心像素点的相位从0依次增加2π/n，直至2π，其中n＝2m，m为大于等于8的整数，每一次增加这个中心像素点的相位时，系统控制单元都检测光电探测器探测到的光电信号，记录相位从0增加到2π过程中，最大光电信号对应的中心像素点的相位值，并将中心像素点的相位设定为优化后的相位量，将其进行优化标记；(3)以中心像素点的对称中心为圆心，以像素点矩形长边的1.5倍长度为半径，形成的圆形区域，将完全包含在圆形区域内且尚未优化标记的像素点的相位从0依次增加2π/n，直至2π，其中n＝2m，m为大于等于8的整数，每一次增加像素点的相位时，系统控制单元都检测光电探测器探测到的光电信号，记录相位从0增加到2π过程中，最大光电信号对应的像素点的相位值，并将这些像素点的相位设定为优化后的相位量，将其进行优化标记；(4)以像素点矩形的长边为半径增加的步长，依次增加圆形区域半径，每次圆形区域半径增加一步，均将完全包含在圆形区域内且无优化标记的像素点的相位从0依次增加2π/n，直至2π，其中n＝2m，m为大于等于8的整数，每一次增加像素点的相位时，系统控制单元都检测光电探测器探测到的光电信号，记录相位从0增加到2π过程中，最大光电信号对应的像素点的相位值，并将这些像素点的相位设定为优化后的相位量，将其进行优化标记；(5)当圆形区域直径大于入射光斑直径时，相位优化过程停止，相位型空间光调制器上入射光束覆盖区域的像素点的相位值优化完成，通过相位型空间光调制器的光束完成了经过多级散射层聚焦的波前相位优化。