1.一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：包含激光源(1)，激光源 (1) 射出初始激光，初始激光经由安装在电动旋转台上的可旋转的半波片 (2) 调节偏振态，然后通过第一偏振分光棱镜(3)分离为正交的s分量光束与p分量光束；s分量光束射入光束垃圾箱(4)；

p分量光束射入扩束器(5)，经扩束后射入达曼光栅(6)并产生包含若干衍射级的衍射光束；衍射光束依次通过第二偏振分光棱镜(7) 与四分之一波片(8)后入射至第一聚焦元件(9)，衍射光束经第一聚焦元件(9)聚焦后射入多级相位板阵列(10)；

多级相位板阵列(10)对衍射光束引入焦移，根据焦移级别将衍射光束阵列划分为若干子组，生成若干个子束阵列子组；各子束阵列子组光束射入空间光调制器(11)，空间光调制器(11)对子束阵列光束的每个子组的角度与位置偏移进行调整，生成工作光束并沿子束阵列光束的反方向反射工作光束；工作光束通过第一聚焦元件(9)和四分之一波片(8)后，由第二偏振分光棱镜(7)反射至第二聚焦元件(12)，第二聚焦元件(12)将工作光束的子组分别投射至工作区域(13)的不同目标平面，生成目标三维光场。

2.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：多级相位板阵列(10)对衍射光束引入焦移量的计算公式如下：

其中：

式中，T 表示相位板厚度，D 为光束入射到达曼光栅 (6)上的光斑直径，n 为多级相位板阵列(10) 的折射率；由于会聚光束在每次透过多级相位板阵列(10) 并经空间光调制器(11)反射返回时都会产生一次焦移，有效焦移量为由上述公式所计算值的两倍；f是第一聚焦元件的焦距,θ1和θ2分别为光束入射到相位板第一表面的入射角和折射角。

3.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：定义达曼光栅(6)产生了 M×N 个衍射级，所述衍射级的位置用梳状函数来定义，表示为其中，a = f/dx 和 b=  f/dy ，分别代表 x 和 y 方向上相邻两个德尔塔函数之间的间距；是光的波长，f 表示第一聚焦元件(9) 的焦距，dx  和 dy 分别是 x 轴和 y 轴上的光栅常数；  所述 M×N 个衍射级表示为单个高斯函数与相应梳状函数的卷积；通过对衍射光束的子束进行分组并在每个子组内重新组合，使除中心子束外的各子束在经过特定的横向移位后，以该组的中心子束为参考进行排列和重构。

4.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：在工作区域(13)的一个工作面上形成的整形光束的强度表示为：

其中，I0 表示整形光束中心的峰值强度，k 代表相位板的第k个相位级，k=1,2…K， 是第k个子组内的子束数，wk 是与第k个子组相关的子束的束宽，Δxn,k 和 Δyn,k 分别表示k子组内第 n 个高斯子束沿 x 轴和 y 轴的偏移；和 r 分别是极坐标系的角轴和径轴；每个工作面上的总体强度场是属于同一子群的聚焦子束和来自其他子群的散焦子束的非相干总和。

5.根据权利要求4所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：工作区域(13)打印出来的三维光强分布表示为：

,

,

；

其中z表示工作区域的目标三维光场离第二聚焦元件的沿轴距离，

Δxn,k 和 Δyn,k 分别表示k子组内第 n 个高斯

子束沿 x 轴和 y 轴的偏移，  代表第k个子组内的子束在座标z处的离焦量，λ 是光的波长，zR 表示瑞利范围，w0  是子束焦点处的束腰。

6.根据权利要求5所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：当第一聚焦元件(9)和第二聚焦元件(12)的焦距相近时,

代表第k个子组相位板所产生的焦移。

7.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：半波片 (2)安装于可旋转的电动旋转台顶部。

8.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：所述达曼光栅(6)生成的衍射光束包含6×6的衍射级。

9.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：第二聚焦元件(12)由衍射元件和折射元件组成。

10.根据权利要求1所述的一种基于子束打印技术的可编程 3D 光束整形装置，其特征在于：空间光调制器(11)与外部上位机连接，由外部上位机计算得到的数据指令执行对子束阵列光束的每个子组的角度与位置偏移的控制。