[發(fā)明專(zhuān)利]基于邁克爾遜干涉儀的4f相位相干成像方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710144600.5
• 申請(qǐng)日: 2007-11-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101149344A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李云波;潘廣飛;宋瑛林;楊昆;王玉曉;張學(xué)如
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N21/45
• 分類(lèi)號(hào): G01N21/45;G06F19/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 張果瑞

1.基于邁克爾遜干涉儀的4f相位相干成像方法，完成本方法采用以下結(jié)構(gòu)的裝置，該裝置由第一線(xiàn)性衰減片(1)、第一全反射鏡(2)、第一孔徑光闌(3)、第二全反射鏡(4)、第二孔徑光闌(5)、第一分光鏡(6)、第二分光鏡(7)、第一凸透鏡(8)、第二凸透鏡(10)、第二線(xiàn)性衰減片(11)、第三分光鏡(12)、CCD相機(jī)(13)、第三凸透鏡(14)、第三全反射鏡(15)、第四全反射鏡(18)、第四凸透鏡(19)、第五凸透鏡(20)和激光器(21)組成，第四凸透鏡(19)、第一線(xiàn)性衰減片(1)、第五凸透鏡(20)、第一分光鏡(6)、第二孔徑光闌(5)和第二全反射鏡(4)都依次設(shè)置在激光器(21)上側(cè)的中心軸線(xiàn)上，第四凸透鏡(19)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第一線(xiàn)性衰減片(1)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第五凸透鏡(20)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第二孔徑光闌(5)的透光孔的中心軸線(xiàn)和第二全反射鏡(4)的中心軸線(xiàn)都與激光器(21)的激光發(fā)射口的中心軸線(xiàn)相重合，第一分光鏡(6)下側(cè)入射點(diǎn)的右側(cè)面與激光器(21)的激光發(fā)射口上側(cè)的中心軸線(xiàn)呈45°角，第二全反射鏡(4)的反射面朝向激光器(21)的激光發(fā)射口，第三分光鏡(12)、第二線(xiàn)性衰減片(11)、第二凸透鏡(10)、第一凸透鏡(8)、第二分光鏡(7)、第一分光鏡(6)、第一孔徑光闌(3)和第一全反射鏡(2)都依次設(shè)置在CCD相機(jī)(13)的圖像采集面左側(cè)的中心軸線(xiàn)上，第二線(xiàn)性衰減片(11)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第二凸透鏡(10)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第一凸透鏡(8)的透射光的光軸軸線(xiàn)、第一孔徑光闌(3)的透光孔的中心軸線(xiàn)和第一全反射鏡(2)的中心軸線(xiàn)都與CCD相機(jī)(13)的圖像采集面左側(cè)的中心軸線(xiàn)相重合，第一分光鏡(6)右側(cè)出射點(diǎn)的下側(cè)面與CCD相機(jī)(13)的圖像采集面左側(cè)的中心軸線(xiàn)呈45°角，第二分光鏡(7)與第一分光鏡(6)相互平行設(shè)置，第三分光鏡(12)與第二分光鏡(7)之間的夾角為90°，第一全反射鏡(2)的反射面朝向CCD相機(jī)(13)的圖像采集面，第三全反射鏡(15)設(shè)置在第二分光鏡(7)的反射光的光路上，第三全反射鏡(15)的反射面朝向右側(cè)并與第二分光鏡(7)的出射光的中心軸線(xiàn)呈45°角，第五凸透鏡(14)和第四全反射鏡(18)都依次設(shè)置在第三全反射鏡(15)的反射光的光路上，第五凸透鏡(14)的透射光的光軸軸線(xiàn)和第四全反射鏡(18)的入射光的光軸軸線(xiàn)都與第三全反射鏡(15)的出射光的光軸軸線(xiàn)相重合，第四全反射鏡(18)的出射光的光軸軸線(xiàn)與第三分光鏡(12)的入射光的光軸軸線(xiàn)相重合，

2.其特征在于本發(fā)明的本方法由以下步驟組成：

步驟一、開(kāi)啟并調(diào)節(jié)裝置：打開(kāi)激光器(21)，調(diào)整第一全反射鏡(2)和第二全反射鏡(4)使激光束在CCD相機(jī)(13)的圖像采集面上形成3到5個(gè)條紋；

步驟二、采集無(wú)樣品圖像：在未設(shè)置待測(cè)樣品時(shí)用CCD相機(jī)(13)采集一個(gè)脈沖圖像，此圖像記為無(wú)樣品圖像；

步驟三：采集線(xiàn)性圖像：將待測(cè)樣品(9)設(shè)置在第一凸透鏡(8)和第二凸透鏡(10)之間重合的焦點(diǎn)上，用CCD相機(jī)(13)采集一個(gè)脈沖圖像，此圖像記為線(xiàn)性圖像；

步驟四：采集非線(xiàn)性圖像：取掉第一線(xiàn)性衰減片(1)和第二線(xiàn)性衰減片(11)，用CCD相機(jī)(13)采集一個(gè)脈沖圖像，此圖像記為非線(xiàn)性圖像；

步驟五：計(jì)算線(xiàn)性透過(guò)率：將步驟三中采集到的線(xiàn)性圖像和步驟二中采集到的無(wú)樣品圖像分別進(jìn)行積分，得到透過(guò)樣品后的線(xiàn)性脈沖的能量和入射脈沖的總能量，兩者的比值即為待測(cè)樣品(9)的線(xiàn)性透過(guò)率；

步驟六：計(jì)算非線(xiàn)性相移：將步驟四中采集到的非線(xiàn)性圖像與步驟三中采集到的線(xiàn)性圖像進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算出條紋移動(dòng)距離，然后根據(jù)條紋移動(dòng)距離計(jì)算出待測(cè)樣品(9)處產(chǎn)生的非線(xiàn)性相移；

步驟七：計(jì)算三階非線(xiàn)性折射系數(shù)：將步驟六中計(jì)算出的非線(xiàn)性相移經(jīng)過(guò)能量校準(zhǔn)和步驟五中計(jì)算出的線(xiàn)性透過(guò)率通過(guò)公式：

Φ_max＝n₂·I_max(0，0)·L

計(jì)算即得出待測(cè)樣品(9)的三階非線(xiàn)性折射系數(shù)n₂，其中L為待測(cè)樣品(9)的厚度，I_max(0，0)為孔徑光闌中心處的最大光場(chǎng)強(qiáng)度，Φ_max為待測(cè)樣品(9)的非線(xiàn)性最大相移。