專利名稱：基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液晶光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)和衍射光學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
用液晶光學(xué)相控陣形成在三維空間內(nèi)可編程控制單光束焦點(diǎn)或多光束焦點(diǎn)任意 無機(jī)械慣量移動(dòng)的方法，對于三維光鑷、激光直寫、光互聯(lián)等領(lǐng)域的應(yīng)用有重要的意義。尤 其，在三維多光鑷方面的應(yīng)用前景很大，運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)單光光鑷對于單個(gè)微粒的 三維操作，多光鑷子對空間不同位置的多個(gè)粒子同時(shí)捕獲，并且對被捕獲的各個(gè)粒子獨(dú)立 進(jìn)行的三維操作。目前，現(xiàn)有實(shí)現(xiàn)光束三維控制的方法主要采用機(jī)械驅(qū)動(dòng)的萬向反射鏡或棱鏡與 自動(dòng)變焦鏡頭組合方法、機(jī)械驅(qū)動(dòng)的萬向反射鏡或棱鏡與程控變焦透鏡組合方法。這些方 法都存在因機(jī)械慣量而導(dǎo)致的功耗大、重量大等問題。此外，近年來，還出現(xiàn)采用各種相位 恢復(fù)算法實(shí)現(xiàn)光束三維控制的方法，該方法雖然克服了機(jī)械慣量而導(dǎo)致的功耗大、重量大 等問題，但是其因?yàn)槎疾捎孟辔换謴?fù)算法，所以只能被動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)光束三維控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有方法存在因機(jī)械慣量而導(dǎo)致的功耗大和重量大的問題，以及 控制方式為被動(dòng)控制的缺陷，而提出了基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法。第一種基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法的步驟如下步驟一設(shè)置液晶光學(xué)相控陣的光柵；首先把一個(gè)液晶光學(xué)相控陣的有效口徑分 為η個(gè)分口徑，其中η為自然數(shù)，再在每個(gè)分口徑上形成二維周期可變閃耀光柵和可變焦透 鏡相位光柵；所述的二維周期可變閃耀光柵的相位為仍(XJ)=仍(X) +仍(J)公式一公式一中，仍㈡和識⑴分別表示在χ方向和y方向的一維周期可變閃耀光柵；χ方向的一維周期可變閃耀光柵的相位為
權(quán)利要求
1.基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法，其特征在于它的步驟如下 步驟一設(shè)置液晶光學(xué)相控陣(11)的光柵；首先把一個(gè)液晶光學(xué)相控陣(11)的有效 口徑分為η個(gè)分口徑(12)，其中η為自然數(shù)，再在每個(gè)分口徑(1 上形成二維周期可變閃 耀光柵(1 和可變焦透鏡相位光柵(14)；所述的二維周期可變閃耀光柵(1 的相位為 ψχ y) = ψχ (為+ψχ (7)公式一公式一中，仍(I)和識(7)分別表示在X方向和y方向的一維周期可變閃耀光柵； χ方向的一維周期可變閃耀光柵的相位為
2.基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法，其特征在于它的步驟如下 步驟一設(shè)置液晶光學(xué)相控陣(11)的光柵；在液晶光學(xué)相控陣(11)上形成二維等腰 三角形相位光柵(1 和二維透鏡相位光柵或透鏡陣列光柵(16)，所述的二維等腰三角形相位光柵(巧)的相位透過率函數(shù)為x、y兩個(gè)方向一維等腰三 角形相位光柵正交表示為t^x, y) = t1(x)t1(y)公式九所述的χ方向一維等腰三角形相位光柵和y方向一維等腰三角形相位光柵的光柵周期 均為T，在每個(gè)光柵周期內(nèi)均有一個(gè)高為(K的等腰三角形；將所述的等腰三角形量化成臺階狀，其中每個(gè)臺階的高度是相等的，且在一個(gè)光柵周 期內(nèi)有2L個(gè)臺階；χ方向一維等腰三角形相位光柵的相位透過率函數(shù)表示為
全文摘要
基于液晶光學(xué)相控陣的光束焦點(diǎn)三維獨(dú)立控制的方法。它屬于液晶光學(xué)、應(yīng)用光學(xué)和衍射光學(xué)交叉技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有方法存在因機(jī)械慣量而導(dǎo)致的功耗大和重量大的問題，以及控制方式為被動(dòng)控制的缺陷。其中采用了兩種方法一種把一個(gè)液晶光學(xué)相控陣的有效口徑分為多個(gè)分口徑，在每個(gè)分口徑上形成二維周期可變閃耀光柵和可變焦的透鏡相位光柵復(fù)合而成的復(fù)合相位光柵；另一種二維等腰三角形相位光柵與二維透鏡相位光柵或透鏡陣列光柵復(fù)合而成的復(fù)合相位光柵；都分別通過調(diào)整復(fù)合相位光柵的相位控制焦點(diǎn)在三維空間內(nèi)的無機(jī)械慣量任意移動(dòng)；它不僅各服了機(jī)械慣量導(dǎo)致的問題，而且能夠主動(dòng)實(shí)現(xiàn)光束三維無機(jī)械慣量、獨(dú)立控制。
文檔編號G02F1/13GK102122089SQ20101061137
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者劉翔, 吳麗瑩, 張建, 王東, 甘雨, 程欣 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)