【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微纳光场调控领域，尤其涉及一种基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法。
技术介绍
1、光场调控技术已渗透至众多科技前沿，如微纳结构制造、光镊、神经光刺激、光通信和光存储等领域。在这些应用场景下，高速的全息相位生成能力对实现紧聚焦光场的快速操控是至关重要的。然而，主流的紧聚焦全息（tight focusing holography, tfh）的相位生成策略大多依赖于迭代方法或非凸优化方法，往往为了追求高精度而牺牲了速度，在循环或梯度下降过程中耗时较长，难以适应即时操作的实战场景。
2、近年来，深度学习在全息成像与显示（imaging and display-orientedholography, idh）领域表现出巨大优势，速度和精度显著提升，为紧聚焦光场调制提供了新的机遇。然而，tfh旨在构建由有限个离散焦点组成的复杂光场，调制区域通常集中在视场的中心区域，在整体数据分布表现出较强的稀疏性和不规则性。与依赖高分辨率图像的idh相比，它对重建光场的约束更弱，导致逆问题求解的不稳定性增加，增大了在大规模数据集...
【技术保护点】
1.一种基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述S2中，前向衍射传播模型的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述S2中，3DCFH-Net通过采用一个3×3卷积块，将目标振幅映射到一个高维特征空间中，空间分辨率保持不变，使网络在不降低空间细节的情况下捕获更复杂的局部和全局模式，增强其特征学习和泛化能力；映射结果表示为，C0表示Itar的通道数，H表示的高度，W表示的...
【技术特征摘要】
1.一种基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述s2中，前向衍射传播模型的表达式如下：
3.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述s2中，3dcfh-net通过采用一个3×3卷积块，将目标振幅映射到一个高维特征空间中，空间分辨率保持不变，使网络在不降低空间细节的情况下捕获更复杂的局部和全局模式，增强其特征学习和泛化能力；映射结果表示为，c0表示itar的通道数，h表示的高度，w表示的宽度，c1表示的通道数；该3×3卷积块包括一个3×3卷积层、一个bn层和一个relu层；然后，使用第一个u-net模块对特征进行编码、解码，输出特征，c2表示的通道数，它再经过一个3×3卷积层生成了一个包含c0层目标幅值和相位的张量；然后，对其进行通道分离，将其分为两部分，再分别用relu和hardtanh函数激活，以获得所有z平面的x偏振复振幅（包括slm上的初始相位）；沿通道方向连接和a成为一个新张量，它经过一个3×3卷积块、另一个u-net子模块和hardtanh激活函数后，得到最终的相位分布。
4.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述s2中，训练3dcfh-net的损失函数l表达式如下：
5.根据权利要求1所述的基于三维紧聚焦全息网络的微纳光场实时调控方法，其特征在于，所述s4中，包含4f系统和物镜的光学系统为激光并行直写装置，该装置包括：3d纳米位移平台和两个相机，以及沿光轴方向依次布置的飞秒激光器、半波片、扩束器、孔径光阑、slm、4f系统、分束器、物镜、样品；所述飞秒激光器为光源，半波片用于操纵激光的偏振方向，扩束器和孔径光阑用于对入射光束直径进行放大和调节；所述4f系统用于将输出光束从slm缩放并传播到物镜的后瞳；所述分束器用于将入射光束分为三路，一路输入物镜，所述物镜用于将光束聚焦到样品上；另一路输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭德志，吴佳佳，高凯，陈晨端，李增领，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：
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