[發明專利]雙CCD鏡像重疊調節及單曝光同軸數字全息記錄裝置

無效

• 申請號: 201210540610.1
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103034109A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 潘衛清;潘云;范玉峰;朱勇建;王宇
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G03H1/12
• 分類號: G03H1/12;G03H1/22
• 代理公司: 杭州賽科專利代理事務所 33230
• 代理人: 曹紹文

1.一種雙CCD鏡像重疊調節裝置，包括：激光光源（1）、擴束準直系統（2-3）、分束器（4）、平面反射鏡（5）、平面反射鏡（6）、擴束透鏡（7）、分束器（8）、第一CCD相機（9）、第二CCD相機（10）、計算機(11)；其特征在于：激光光源(1)發出線偏振相干光，通過擴束準直系統(2-3)擴束準直為平面光，經分束器(4)分成兩束平面光，用這兩束平面光作為參考光和物光分別通過參考光光路和物光光路；參考光光路由平面反射鏡(5)構成；物光光路由平面反射鏡（6）和擴束透鏡(7)構成，參考光經平面反射鏡(6)反射后通過擴束透鏡(7)變為球面波；最后物光和參考光通過分束器(8)合波干涉，分別照射到第一CCD相機(9)和第二CCD相機（10）上；兩CCD通過并行圖像采集卡與計算機（11）連接；上述光學元件均通過可調支架固定；調節分束器（8）讓物光和參考光有一定的夾角，使兩CCD記錄得到的數字全息圖為離軸數字全息圖；整個光學系統放置在光學隔振平臺上。

2.根據權利要求1所述的雙CCD鏡像重疊調節裝置，其特征在于：參考光為平面波，物光為球面波，采用離軸數字全息記錄光路；兩個CCD相機分別相對于分束器(8)近似鏡像布置，分束器(8)的鏡面與兩個CCD相機的光敏面呈45°，兩個CCD相機的光敏面互相垂直；第二CCD相機（10）通過三維光學調整平臺固定在光學隔振平臺上，可上下、左右、前后精確調節；兩個CCD相機參數一致；兩個CCD相機安放的上下面方向一致。

3.根據權利要求1所述的雙CCD鏡像重疊調節裝置，其特征在于：計算機（11）通過并行圖像采集卡實時讀取兩個CCD相機的離軸數字全息圖；由于兩個CCD相機分別相對于分束器（8）近似鏡像布置，在數字處理時需先對其中一個CCD相機上記錄得到全息圖的數據矩陣作左右轉換處理，使兩幅全息圖的矩陣坐標方向一致；利用Matlab軟件程序對兩幅數字全息圖作頻域濾波提取出兩個球面波的復振幅，然后將這兩個球面波作數字干涉疊加，并實時顯示出干涉條紋；根據實時顯示的干涉條紋，先調節第二CCD相機（10）前后移動直到干涉條紋為直條紋，此時說明兩個CCD相機相對分束器的距離相等；上下、左右調節第二CCD相機（10）使直條紋變寬，直到變為白色圖像，此時說明兩個CCD相機相對于分束器（8）鏡像重疊位置調節完成。

4.一種雙CCD單曝光同軸數字全息記錄裝置，包括：激光光源（1）、擴束準直系統（2-3）、分束器（4）、平面反射鏡（5）、1/2波片（6）、中性濾光片（7）、平面反射鏡（8）、被測透明相位物體（9）、分束器（10）、偏振檢偏器（11）、第一CCD相機（12）、1/4波片（13）、偏振檢偏器（14）、第二CCD相機（15）、計算機（16）；其特征在于：激光光源（1）發出線偏振相干光，經擴束準直系統（2-3）擴束準直為平面光，經分束器（4）分成兩束平面光，其中一束經平面反射鏡（5）反射，經1/2波片（6）后光的偏振方向旋轉90°，再經分束器（10）分束后作為參考光；另一束平面光經中性濾光片（7）光強衰減，經平面反射鏡（8）反射后垂直照射被測透明相位物體（9），再經分束器（10）分束后作為物光。經分束器（10）反射的參考光和透射的物光，經偏振檢偏器（11）檢偏后干涉，被第一CCD相機（12）記錄得到未相移的全息圖；經分束器（10）透射的參考光和透反射的物光，此時物光和參考光的偏振方向正交，讓光路中1/4波片（13）的快軸和慢軸的方向分別與物光和參考光的偏振方向一致，那么此時透射出的參考光的相位就發生了π/2的延遲，而物光的相位不變，最后經偏振檢偏器（14）檢偏后干涉，被第二CCD相機（15）記錄得到相移后的全息圖。第一CCD相機（12）和第二CCD相機（15）實時記錄各自的全息圖，同時由計算機（16）通過雙通道并行圖像采集卡實時讀取和存儲全息圖，并利用倒頻譜再現算法實時再現出被測物體的三維形貌。