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申请/专利权人：上海至纯洁净系统科技股份有限公司

摘要：本发明涉及微光衍射技术领域，具体为一种微光衍射元件补偿方法、系统、光学装置及存储介质。所述补偿方法包括以下步骤：获取所述微光衍射元件的实时温度分布信息；对所述温度分布信息进行预处理，消除噪声并优化所述温度分布信息的温度数据；基于优化后的所述温度数据，计算所述微光衍射元件的折射率变化；将所述原始相位补偿图案转为空间光调制器可识别的格式相位补偿图案。本发明的微光衍射元件补偿方法通过实时获取温度分布信息、计算折射率变化和局部相位畸变，并利用空间光调制器应用动态补偿，有效解决了高功率激光应用中微光衍射元件热效应导致的性能不稳定问题。

主权项：1.一种微光衍射元件补偿方法，其特征在于，所述补偿方法包括以下步骤：获取所述微光衍射元件的实时温度分布信息；对所述温度分布信息进行预处理，消除噪声并优化所述温度分布信息的温度数据；基于优化后的所述温度数据，计算所述微光衍射元件的折射率变化；根据所述折射率变化，计算所述微光衍射元件的局部相位畸变；基于所述局部相位畸变，通过迭代算法生成原始相位补偿图案；将所述原始相位补偿图案转为空间光调制器可识别的格式相位补偿图案；将所述格式相位补偿图案应用于所述空间光调制器；将所述空间光调制器放置在所述微光衍射元件的光路中，以抵消热效应导致的局部相位畸变；所述对所述温度分布信息进行预处理的方法包括以下步骤：根据所述温度分布信息的热成像结果，得到温度分布矩阵Tx,y；对于温度分布矩阵Tx,y中的每个像素点p，在其周围定义搜索窗口Ω§；对于搜索窗口内的每个像素q，计算其与所述像素点p的相似度权重wp,q；计算加权平均值作为滤波后的结果；对所述像素点p重复上述步骤，得到优化后的温度分布矩阵T’x,y；所述计算其与所述像素点p的相似度权重wp,q的公式为： ，其中，P§和Pq分别表示以所述像素点p和所述像素q为中心的小块区域，h为滤波参数；所述计算加权平均值作为滤波后的结果的公式为： ，其中，T’§表示优化后的温度分布矩阵T’x,y中对应位置的值；所述计算所述微光衍射元件的折射率变化的计算方法为： ，其中，Δnx,y为位置x,y处的折射率变化，α为材料的线性系数，β为材料的二次系数，γ为材料的指数幅度系数，δ为材料的指数衰减系数；具体步骤包括：通过实验测量不同温度下材料的折射率；使用非线性最小二乘法拟合得到α、β、γ、δ的值；将优化后的所述温度分布矩阵T’x,y代入所述计算方法，计算每个位置的折射率变化Δnx,y；所述计算所述微光衍射元件的局部相位畸变的方法包括以下步骤：通过计算光程差，其中，ΔLx,y为位置x,y处的光程差，d为微光衍射元件的厚度，Δnx,y,z为z方向上的折射率变化分布；通过计算所述z方向上的折射率变化分布，其中，μ为温度梯度系数；通过将所述光程差转换为相位畸变，其中，φ_dx,y为位置x,y处的相位畸变，λ为入射光波长；所述通过迭代算法生成原始相位补偿图案的方法包括以下步骤：初始化相位补偿图案φ_cx,y；计算应用相位补偿后的复振幅分布： ，其中，Ax,y为入射光的幅度分布，φ_cx,y为位置x,y处的相位补偿图案，φ_dx,y为位置x,y处的相位畸变，ψx,y为微光衍射元件的原始相位分布；进行傅里叶变换得到远场分布；将远场分布的幅度替换为理想分布，保持相位不变；进行逆傅里叶变换；更新相位补偿图案： ，其中，Ux,yideal为理想的复振幅分布，ε为学习率，θ为正则化系数，▽²表示拉普拉斯算子；重复上述步骤，直到满足收敛条件或达到最大迭代次数，得到所述原始相位补偿图案；所述将所述原始相位补偿图案转为空间光调制器可识别的格式相位补偿图案包括计算所述原始相位补偿图案转换为灰度值分布；所述灰度值分布的计算方式为： ，其中，Gx,y表示灰度值分布，φ_cx,y为位置x,y处的相位补偿图案，N为空间光调制器的位深度，round表示四舍五入取整，mod表示取余数；所述灰度值分布的计算步骤包括：将相位补偿图案的值限制在0到2π之间；将相位值归一化到0到1之间；根据空间光调制器的位深度N，将归一化值映射到0到2^N-1之间；对映射结果进行四舍五入，得到整数灰度值。

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