| 主权项 |
1.基于光学相控阵的预期多组光束远场焦斑位置控制方法，其特征在于：在基于光学相控阵的预期多组光束远场焦斑位置独立控制装置上，依据多组光束焦斑的三维位置在远场预期不同需求，产生相应的多个相位分布，多个相位分形成复合相位分布用于驱动光学相控阵，从而实现基于光学相控阵的预期多组光束远场焦斑的三维位置的任意、独立、且无机械惯量编程控制：基于光学相控阵的预期多组光束远场焦斑位置独立控制装置包括顺序排列的激光器、孔阑、准直扩束装置、偏振片、光学相控阵、透镜、远场多个平面； 依据多组光束焦斑的三维位置在远场预期不同需求，产生相应的多个相位分布：控制第<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />组光束焦斑的相位分布形成过程：远场平面上预期的焦斑振幅分布为<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="74" he="27" />，且<img file="559146DEST_PATH_IMAGE004.GIF" wi="74" he="27" />在远场平面<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="18" he="16" />个坐标点的强度为1，其他位置全为0，即<img file="362017DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="18" he="16" />多个光点，<img file="500874DEST_PATH_IMAGE006.GIF" wi="18" he="16" />为自然数，相位分布迭代初值设为0，后续迭代中的相位分布可以由远场的傅立叶逆变换通过如下4个步骤确定，假定此时是第<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="14" he="16" />次迭代，<img file="271253DEST_PATH_IMAGE008.GIF" wi="14" he="16" />为自然数，则有：步骤1：设定远场平面的预期的目标复振幅分布<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="63" he="26" />可以表达为:<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE012.GIF" wi="228" he="50" /><img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE014.GIF" wi="101" he="46" />(10)其中，<img file="2014100214814100001DEST_PATH_IMAGE016.GIF" wi="30" he="22" />为远场平面的坐标，<img file="DEST_PATH_IMAGE018.GIF" wi="67" he="24" />为第<img file="DEST_PATH_IMAGE020.GIF" wi="33" he="20" />次迭代的相位分布经傅立叶变换后在远场平面实际获得的复振幅分布，<img file="DEST_PATH_IMAGE022.GIF" wi="67" he="24" />为该复振幅的相位分布；步骤2：相位分布所在平面的复振幅分布<img file="DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="55" he="25" />由远场平面的复振幅分布<img file="DEST_PATH_IMAGE026.GIF" wi="58" he="24" />傅立叶逆变换获得，具体可以表达如下：<img file="DEST_PATH_IMAGE028.GIF" wi="491" he="46" />(11)其中，<img file="DEST_PATH_IMAGE030.GIF" wi="28" he="17" />为相位分布所在平面的坐标，<img file="DEST_PATH_IMAGE032.GIF" wi="60" he="22" />为此时相位分布所在平面光场的振幅分布，<img file="DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="52" he="22" />为此时相位分布所在平面光场的相位分布，<img file="DEST_PATH_IMAGE036.GIF" wi="65" he="28" />为一个负透镜相位分布且<img file="DEST_PATH_IMAGE038.GIF" wi="305" he="50" />,其中<img file="DEST_PATH_IMAGE040.GIF" wi="15" he="21" />为虚数单位，<img file="DEST_PATH_IMAGE042.GIF" wi="15" he="20" />为光波长，<img file="DEST_PATH_IMAGE044.GIF" wi="16" he="20" />为物透镜到相位分布所在平面的距离，<img file="DEST_PATH_IMAGE046.GIF" wi="17" he="22" />为物透镜焦距,<img file="DEST_PATH_IMAGE048.GIF" wi="25" he="25" />为移动后的迭代平面到参考平面的距离，依据移动后的迭代平面在参考平面的左边还是右边，<img file="353260DEST_PATH_IMAGE048.GIF" wi="25" he="25" />可以取正号或负号；步骤3：相位分布所在平面的复振幅分布<img file="72954DEST_PATH_IMAGE024.GIF" wi="55" he="25" />中的相位分布<img file="382712DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="52" he="22" />保留，但振幅分布全部设置为1，获得新的复振幅分布<img file="DEST_PATH_IMAGE050.GIF" wi="60" he="25" />，其表达为：<img file="DEST_PATH_IMAGE052.GIF" wi="257" he="43" />(12)步骤4：新的复振幅分布<img file="578070DEST_PATH_IMAGE050.GIF" wi="60" he="25" />经傅立叶变换后获得的远场平面的复振幅<img file="DEST_PATH_IMAGE054.GIF" wi="58" he="24" />为：<img file="DEST_PATH_IMAGE056.GIF" wi="499" he="46" />(13)其中，<img file="DEST_PATH_IMAGE058.GIF" wi="55" he="24" />为正透镜相位分布且<img file="DEST_PATH_IMAGE060.GIF" wi="304" he="50" />；上述4步骤反复迭代计算，直到<img file="756111DEST_PATH_IMAGE054.GIF" wi="58" he="24" />逼近收敛于设定远场平面的预期的目标复振幅分布<img file="782842DEST_PATH_IMAGE010.GIF" wi="63" he="26" />迭代完成，此时的<img file="263502DEST_PATH_IMAGE034.GIF" wi="52" he="22" />即为对应所求解的控制第<img file="759205DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />组光束焦斑的相位分布,为了更直观，其可表示为<img file="DEST_PATH_IMAGE062.GIF" wi="52" he="23" />;对应于<img file="537674DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />多组光束则需要迭代产生<img file="169644DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />多个相位分布<img file="DEST_PATH_IMAGE064.GIF" wi="198" he="26" />，<img file="291313DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />为自然数，光学相控阵通过<img file="71050DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />多个相位分布<img file="403942DEST_PATH_IMAGE064.GIF" wi="198" he="26" />可以实现对<img file="218315DEST_PATH_IMAGE002.GIF" wi="10" he="18" />组光束远场焦斑位置控制。 |
