光相位调制方法及任意位置和形状照射的空间光调制方法技术

本发明专利技术公开了一种光相位调制方法及任意位置和形状照射的空间光调制方法，其中，所述光相位调制方法包括，傅里叶变换步骤；第一幅值替换步骤；傅里叶逆变换步骤；第二幅值替换步骤和将上述步骤进行迭代计算。根据本发明专利技术的光相位调制方法可以通过计算全息的方法获得所需的光场强度分布，从而可以对光进行任意位置及形状的多点照射，根据算法中误差衰减的过程，增加背景值来提高迭代算法的性能和图像均一性，通过掩模的优化迭代算法，抑制支持域中背景部分的幅值分布，从而消除其对光场分布的影响，通过空间滤波的方法滤除支持域外的背景，有着更高的光能利用率。

Optical phase modulation method and spatial light modulation method for arbitrary position and shape illumination

【技术实现步骤摘要】
光相位调制方法及任意位置和形状照射的空间光调制方法
本专利技术涉及成像
，尤其是涉及一种光相位调制方法及任意位置和形状照射的空间光调制方法。
技术介绍
对于光学调控系统而言，选取的往往是视场内(比如大脑皮层)的某个点、或某些点、或者某些区域进行光照射。相对于整个视场范围而言，这些区域的面积相对较小。目前一种是通过DMD(DigitalMicromirrorDevice)一类的光强调制器件，调控输入光束使得其光照范围限制在刺激区域处，这种方法光利用率较低。另一种是通过计算全息方法提高光能利用率，通过计算全息的方法，直接利用计算机模拟光波衍射和干涉的过程，得到数字化的相息图，主要包括振幅型计算全息图和相位型计算全息图，其中，相位型计算全息图的方法，可以通过优化迭代算法逆向获得输入平面(调制平面)的相位分布，常见的迭代算法有傅里叶迭代算法、菲涅尔迭代算法、模拟退火算法等。其中，傅里叶迭代算法利用了快速傅里叶变化将光强分布转换到频域中的频谱分布，并在频域面上与像面上进行幅值约束，进而逐步降低误差。但是，目前的相位傅里叶迭代算法，随着迭代的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光相位调制方法，其特征在于，包括：赋予输入光束的复振幅分布u

【技术特征摘要】
1.一种光相位调制方法，其特征在于，包括：赋予输入光束的复振幅分布um,n，包括其幅值分布|Um,n|，及其初始相位分布φm,n；
傅里叶变换步骤，对输入光束复振幅分布um,n进行傅里叶变换以获得输入光束在频域上的复振幅分布
第一幅值替换步骤，将所述输入光束在频域上的复振幅分布的幅值替换为目标光场复振幅分布的幅值|Au,v|，获得幅值替换后的复振幅分布f′u,v＝|Au,v|exp(iφu,v)，其中，所述目标光场复振幅分布的幅值包括目标图像及背景值，且所述背景值不为零；
傅里叶逆变换步骤，对幅值替换后的复振幅分布f′u,v进行傅里叶逆变换，获得所述输入光束在空域上的复振幅分布
第二幅值替换步骤，将所述输入光束在空域上的复振幅分布的幅值替换为所述输入光束的复振幅分布的幅值|Um,n|，获得空域上的新的输入光束复振幅分布g′m,n＝|Um,n|exp(iφ′m,n)；
以所述傅里叶变换步骤、所述第一幅值替换步骤、所述傅里叶逆变换步骤、所述第二幅值替换步骤进行迭代计算，获得对输入光束进行相位调制所需的相位分布函数φ′m,n。


2.根据权利要求1所述的光相位调制方法，其特征在于，为获得对输入光束进行相位调制所需的相位分布函数：
在迭代过程中，当所述输入光束在频域上的复振幅分布与目标光场的复振幅分布小于规定的误差值，或者，迭代计算的次数达到预设次数时，确定所述傅里叶逆变换步骤所获得的输入光束在空域上的复振幅分布中的相位分布φ′m,n为对输入光束进行相位调制所需的相位分布函数。


3.根据权利要求1所述的光相位调制方法，其特征在于，将所述目标图像添加在新的背景板上成为新的目标图像，初始的目标图像的尺寸为nx×ny，新的背景板的尺寸为Nx×Ny，其中，Nx>nx，Ny>ny，在新的目标图像上制作图像掩模，所述图像掩模的尺寸与初始的所述目标图像的尺寸相当，其中，在所述第一幅值替换步骤中，对应于所述图像掩模支持域内和所述图像掩模支持域外采用不同的背景值。


4.根据权利要求3所述的光相位调制方法，其特征在于，所述第一幅值替换步骤包括：
将...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏程，闻栋，陆锦玲，
申请(专利权)人：华中科技大学苏州脑空间信息研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32