一种光束空间域编辑装置、系统、方法、设备及介质与流程

本申请涉及光学领域，特别是涉及一种光束空间域编辑装置、系统、方法、设备及介质。

背景技术：

1、激光由于其高亮度、良好的相干性、较强的方向性等优点，在许多领域都有广泛的应用，不同领域的应用对激光有不同的要求，因此对激光光束的编辑对于激光的应用有着不可替代的作用。

2、光束空间域编辑是指改变激光能量在空间范围内的分布，在激光加工、激光通信、激光显示等领域均有重要的应用。常用的空间域编辑大多基于折射或反射原理，利用光束的折射或反射原理对光束的波前进行分割重组，这种方法通常存在实验系统复杂、能量利用率低、编辑精度较差等严重缺陷。其后出现了光纤编辑、非球面透镜编辑、微透镜阵列编辑、衍射光学元件编辑等方法，但这些方法存在对实验器件要求高、器件制作复杂、能量损失大等缺点。其后虽然光束空间域编辑方法仍有所发展，但如果要对光束内的不同组分进行编辑，目前现有的方法均需要先将光束分为多束，分别编辑后再进行合束，此过程中无疑使得系统的不稳定性陡增，还增加了系统的复杂性，同时合束过程极易受环境响而导致合束精准度降低，甚至合束失败。

3、由此可见，如何解决现有的光束空间域编辑中，对编辑器件要求高、能量损失大，多组分编辑时需要进行分光合束的问题，是本领域人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种光束空间域编辑装置、系统、方法、设备及介质，用于解决现有的光束空间域编辑中，对编辑器件要求高、能量损失大，多组分编辑时需要进行分光合束的问题。

2、为解决上述技术问题，本申请提供一种光束空间域编辑装置，包括：空间编辑器、包含起偏器的4f光学系统；

3、所述4f光学系统、所述空间编辑器依次位于光源发出的光束的传输方向上；

4、所述4f光学系统中的第一光栅用于将所述光源发出的同一光束由时间域到频域进行转换以实现所述同一光束的不同波长的光在空间上的分离；

5、所述起偏器位于所述4f光学系统的第一透镜和第二透镜中间位置的傅立叶面处，且位于所述同一光束中待编辑的光的传输方向上，用于改变所述待编辑的光的偏振方向；

6、所述4f光学系统中的第二光栅用于对其他波长的光和偏振方向发生改变后的所述待编辑的光由频域到时间域合并；其中，所述其他波长的光为所述同一光束中除所述待编辑的光外的光；

7、所述空间编辑器用于接收所述其他波长的光和偏振方向发生改变后的所述待编辑的光；并对偏振方向发生改变后的所述待编辑的光进行编辑。

8、优选地，所述装置还包括：反射镜；

9、所述反射镜用于接收经所述空间编辑器后的编辑光束，并将所述编辑光束反射至所述第一光栅。

10、为了解决上述技术问题，本申请还提供一种光束空间域编辑系统，包括上述的光束空间域编辑装置。

11、优选地，所述光束空间域编辑装置为多个；

12、经当前光束空间域编辑装置中的空间编辑器获得的所述编辑光束传输至所述当前光束空间域编辑装置的下一个光束空间域编辑装置中的所述第一光栅。

13、优选地，各所述光束空间域编辑装置中的所述起偏器的数量为多个。

14、优选地，各所述光束空间域编辑装置中的所述起偏器的数量为一个，各所述光束空间域编辑装置中对应的所述起偏器用于改变待编辑的光的偏振方向。

15、优选地，所述光源为超连续谱光源。

16、为了解决上述技术问题，本申请还提供一种光束空间域编辑方法，应用于包括：空间编辑器、包含起偏器的4f光学系统的光束空间域编辑装置，所述4f光学系统、所述空间编辑器依次位于光源发出的光束的传输方向上；所述起偏器位于所述4f光学系统的第一透镜和第二透镜中间位置的傅立叶面处，且位于同一光束中待编辑的光的传输方向上；所述方法包括：

17、通过所述4f光学系统中的第一光栅将所述光源发出的所述同一光束由时间域到频域进行转换以实现所述同一光束的不同波长的光在空间上的分离；

18、通过所述起偏器改变改变所述待编辑的光的偏振方向；

19、通过所述4f光学系统中的第二光栅对其他波长的光和偏振方向发生改变后的所述待编辑的光由频域到时间域合并；其中，所述其他波长的光为所述同一光束中除所述待编辑的光外的光；

20、通过所述空间编辑器接收所述其他波长的光和偏振方向发生改变后的所述待编辑的光；并对偏振方向发生改变后的所述待编辑的光进行编辑。

21、为了解决上述技术问题，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的光束空间域编辑方法的步骤。

22、本申请所提供的光束空间域编辑装置，包括：空间编辑器、包含起偏器的4f光学系统；4f光学系统、空间编辑器依次位于光源发出的光束的传输方向上；4f光学系统中的第一光栅用于将光源发出的同一光束由时间域到频域进行转换以实现同一光束的不同波长的光在空间上的分离；起偏器位于4f光学系统的第一透镜和第二透镜中间位置的傅立叶面处，且位于同一光束中待编辑的光的传输方向上，用于改变待编辑的光的偏振方向；4f光学系统中的第二光栅用于对其他波长的光和偏振方向发生改变后的待编辑的光由频域到时间域合并；其中，其他波长的光为同一光束中除待编辑的光外的光；空间编辑器用于接收其他波长的光和偏振方向发生改变后的待编辑的光，并对偏振方向发生改变后的待编辑的光进行编辑。该装置中，无需进行光束的反射或折射、对器件的要求低，能量损失小；编辑过程是在同一光束(即单光束)内进行并完成的，无须进行分束合束，且不易受到环境影响，故而提高了光束空间域编辑的精确度；此外，第一光栅将光源发出的多波长光束在空间上进行分离，使得通过起偏器、空间编辑器后能够实现对需要编辑的波长的光进行较准确地编辑，进一步提高了光束空间域编辑的精确度。

23、此外，本申请还提供一种光束空间域编辑系统、光束空间域编辑方法、光束空间域编辑设备以及计算机可读存储介质，与上述提到的光束空间域编辑装置具有相同或相对应的技术特征，效果同上。

技术特征：

1.一种光束空间域编辑装置，其特征在于，包括：空间编辑器、包含起偏器的4f光学系统；

2.根据权利要求1所述的光束空间域编辑装置，其特征在于，所述装置还包括：反射镜；

3.一种光束空间域编辑系统，其特征在于，包括权利要求1或2所述的光束空间域编辑装置。

4.根据权利要求3所述的光束空间域编辑系统，其特征在于，所述光束空间域编辑装置为多个；

5.根据权利要求4所述的光束空间域编辑系统，其特征在于，各所述光束空间域编辑装置中的所述起偏器的数量为多个。

6.根据权利要求4所述的光束空间域编辑系统，其特征在于，各所述光束空间域编辑装置中的所述起偏器的数量为一个，各所述光束空间域编辑装置中对应的所述起偏器用于改变待编辑的光的偏振方向。

7.根据权利要求4所述的光束空间域编辑系统，其特征在于，所述光源为超连续谱光源。

8.一种光束空间域编辑方法，其特征在于，应用于包括：空间编辑器、包含起偏器的4f光学系统的光束空间域编辑装置，所述4f光学系统、所述空间编辑器依次位于光源发出的光束的传输方向上；所述起偏器位于所述4f光学系统的第一透镜和第二透镜中间位置的傅立叶面处，且位于同一光束中待编辑的光的传输方向上；所述方法包括：

9.一种光束空间域编辑设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的光束空间域编辑方法的步骤。

技术总结
本申请公开了一种光束空间域编辑装置、系统、方法、设备及介质，涉及光学领域。该装置中，无需进行光束的反射或折射、对器件的要求低，能量损失小；编辑过程是在同一光束(即单光束)内进行并完成的，无须进行分束合束，且不易受到环境影响，故而提高了光束空间域编辑的精确度；此外，第一光栅将光源发出的多波长光束在空间上进行分离，使得通过起偏器、空间编辑器后能够实现对需要编辑的波长的光进行较准确地编辑，进一步提高了光束空间域编辑的精确度；此外，本申请还提供一种光束空间域编辑系统、方法、设备以及介质，与上述提到的光束空间域编辑装置具有相同或相对应的技术特征，效果同上。

技术研发人员：张兴文,李琳,潘晓博
受保护的技术使用者：深圳市启扬光学科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13