一种基于改造传输矩阵生成对称散斑的装置和方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN116009272A(43)申请公布日2023.04.25(21)申请号202211403567.4(22)申请日2022.11.10(71)申请人南京理工大学地址210094江苏省南京市玄武区孝陵卫200号(72)发明人辛煜袁硕张春旭(74)专利代理机构南京理工大学专利中心32203专利代理师岑丹(51)Int.Cl.G02B27/48(2006.01)G02B27/00(2006.01)G02F1/21(2006.01)G02F1/01(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种基于改造传输矩阵生成对称散斑的装置和方法(57)摘要本发明公开了一种基于改造传输矩阵生成对称散斑的装置和方法。所述方法具体为：首先使用空间光调制器调制激光来测量散射系统的传输矩阵；接着生成一个改造因子对传输矩阵实施变换得到改造传输矩阵；初始传输矩阵与改造传输矩阵的共轭转置构成一个新矩阵；对该矩阵实施特征分解得到特征输出模，利用改造传输矩阵数值相位共轭反演可得到输入模，取其相位加载到空间光调制器上，在探测平面可得到对称分布的散斑图样。本发明可以控制散斑分布，生成对称形式的散斑图样；本发明光路采取双光臂，最大化可调控的输入模式数量，测得传输矩阵的效果好。CN116009272ACN116009272A权利要求书1/2页1.一种基于改造传输矩阵生成对称散斑的装置，其特征在于，包括激光光源(1)、第一偏振片(2)、扩束器(3)、第一分束镜(4)、衰减片(5)、第二偏振片(6)、反射镜(7)、第二分束镜(8)、第三分束镜(9)、空间光调制器(10)、第一透镜(11)、光阑(12)、第二透镜(13)、第一物镜(14)、散射介质(15)、第二物镜(16)、第三透镜(17)、第三偏振片(18)、光电探测器(19)；所述激光光源(1)、第一偏振片(2)、扩束器(3)、第一分束镜(4)、衰减片(5)、第二偏振片(6)、反射镜(7)、第二分束镜(8)、第三分束镜(9)、空间光调制器(10)、第一透镜(11)、光阑(12)、第二透镜(13)、第一物镜(14)、散射介质(15)、第二物镜(16)、第三透镜(17)、第三偏振片(18)、光电探测器(19)被设置为：所述激光光源(1)发出的激光由第一偏振片(2)选择偏振态，以满足空间光调制器(10)的偏振调制要求；得到的激光经扩束器(3)实现准直扩束；准直扩束后的激光被第一分束镜(4)分成两束平行光，其中一束平行光经衰减片(5)传播实现光强的衰减，由第二个偏振片(6)选择特定方向的偏振光出射；光束作为参考光继续传播，经反射镜(7)反射传播到第二分束镜(8)上；另一束平行光被第三分束镜(9)继续分成两束平行光，其中一束平行光照射到空间光调制器(10)上进行调制；调制后的光束重新经过第三分束镜(9)后被分成两束光；一束光被反射到光路外，另一束光向前继续传播经第一透镜(11)、光阑(12)、第二透镜(13)实现缩束滤波；得到的缩束光束被第一物镜(14)聚焦到散射介质(15)上得到散射光；得到的散射光由第二物镜(16)收集；经第三透镜(17)传播，在第二分束镜(8)处，散射光与参考光发生干涉；干涉光经第三偏振片(18)选择特定偏振方向的光出射，最后被光电探测器(19)所探测。2.根据权利要求1所述的基于改造传输矩阵生成对称散斑的装置，其特征在于，所述激光光源(1)为连续型光器，发出的光为连续型可见激光。3.根据权利要求1所述的基于的改造传输矩阵生成对称散斑的装置，其特征在于，所述第二偏振片(6)、第三偏振片(18)选择偏振方向垂直光轴的光束出射。4.基于权利要求1‑3任一所述装置的方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1、使用空间光调制器(10)加载哈达玛矩阵的列向量，由光电探测器(19)接受探测光束经散射介质(15)后形成的散斑图样，使用五步移相法测量散射系统的传输矩阵；步骤2、生成一个改造因子，对传输矩阵实施变换操作，得到改造传输矩阵；步骤3、利用初始传输矩阵与改造传输矩阵的共轭转置构成一个新矩阵；步骤4、对新矩阵实施特征分解得到特征输出模，利用改造传输矩阵数值相位共轭反演得到输入模式，取输入模式相位加载到空间光调制器(10)上，调制光经散射介质(15)散射，在光电探测器(19)上得到对称散斑图。5.根据权利要求4所述的基于改造传输矩阵生成对称散斑的方法，其特征在于，在空间光调制器(10)的调制区域加载频，从而在正一衍射级处得到目标光束。6.根据权利要求4所述的基于改造传输矩阵生成对称散斑的方法，其特征在于，由改造因子对初始传输矩阵实施变换得到的改造传输矩阵具体为：Knew＝G×Kobs式中,Knew表示改造传输矩阵，G表示改造因子,Kobs表示初