[發明專利]數字全息記錄與再現一體化成像系統

在審

• 申請號: 201310711147.7
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103728868A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 王喆;江竹青;陳依菲
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G03H1/12
• 分類號: G03H1/12;G03H1/22
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

1.數字全息記錄與再現一體化成像系統，其特征在于：該系統包括數字全息記錄模塊、再現一體化成像模塊兩部分；數字全息記錄模塊為一種離軸菲涅爾數字全息記錄單元；再現一體化成像模塊為一種數字全息再現成像單元；數字全息記錄單元用于記錄數字全息圖，然后經由數字全息再現成像單元對數字全息圖進行重構處理，成像并通過圖像顯示模塊顯示出物體的三維圖像；

數字全息記錄與再現一體化成像系統的離軸菲涅爾數字全息記錄單元模塊，該模塊包括激光器（1）、衰減片（2）、半波片a（3）、帶針孔濾波的擴束準直器（4）、光闌（5）、偏振分光棱鏡（6）、反射鏡a（7）、半波片b（8）、空間光調制器（9）、寬帶分光棱鏡（10）、反射鏡b（11）、圖像采集器（12）、光學導軌a（13）、光學導軌b（14）、計算機（15）；

激光器（1）發射出的激光束，經過衰減片（2）進行適當衰減并通過半波片a（3）后，激光束進入擴束準直器（4），擴束準直后得到的平行光束入射到光闌（5）上，光闌（5）用于調節光斑尺寸；激光光束經光闌（5）后入射到偏振分光棱鏡（6）上，被偏振分光棱鏡（6）分束為透射和反射兩束平行光，其中透射光束稱為物光束，反射光束稱為參考光束；從偏振分光棱鏡（6）透射后的物光束經反射鏡a（7）反射，反射的物光束通過半波片b（8）后入射到空間光調制器（9）上，空間光調制器（9）上加載物像信息后作為待測物體，也可以選用其他物體替換空間光調制器作為待測物體；透過空間光調制器（9）帶有物像信息的物光束入射到寬帶分光棱鏡（10）；參考光束經過反射鏡b（11）反射后也入射到寬帶分光棱鏡（10）上；通過寬帶分光棱鏡（10）反射后，參考光束與物光束成一定夾角共同入射到圖像采集器(12)的記錄靶面上，相互干涉形成全息圖;

反射鏡a(7)、半波片b（8）、空間光調制器（9）、寬帶分光棱鏡（10）以及圖像采集器（12）依次布置并固定于光學導軌a（13）上，構成剛性的物光臂；反射鏡a（7）固定在光學導軌a（13）的一端，使得偏振分光棱鏡（6）透射得到物光束能夠入射到其上，并且經反射鏡a（7）反射后其光路保持水平；空間光調制器（9）與寬帶分光棱鏡（10）之間的間距為設定值；圖像采集器（12）固定在光學導軌a（13）另一端，且空間光調制器（9）與圖像采集器（12）之間的間距為設定值；

經偏振分光棱鏡（6）分光的參考光光束，經由反射鏡b（11）反射后，入射到寬帶分光棱鏡（10）上；偏振分光棱鏡（6）、反射鏡b（11）固定在光學導軌b（14）上，構成剛性的反射臂；所述參考光臂與物光臂平行組合，其平行距離可根據需求進行選擇，構成馬赫澤德干涉儀結構；設定物光臂和參考光臂中光學器件的安置參數，使得數字全息再現成像過程的再現參數可以取設定值。

2.根據權利要求1所述的數字全息記錄與再現一體化成像系統，其特征在于：離軸菲涅爾數字全息記錄光路的配置包括有快門、空間光調制器（9）、圖像采集器（12），并且由通用接口連接到計算機（15）；快門用于進行曝光控制，所述快門通過四針航空插頭線連接到電平轉換電路，再采用并口連接線與計算機（15）中數模轉換芯片相連，對快門的開啟和關閉狀態進行控制；空間光調制器（9）在所述記錄光路中作為待記錄物體；空間光調制器（9）加載圖像信息后用作待測物體，所述空間光調制器（9）通過分頻顯示器連接于計算機（15），實現對空間光調制器的圖像加載；圖像采集器（12）通過其配套數據線與計算機（15）相連，用于記錄所述光路產生的全息圖，并將全息圖的光強度信號轉化為數字電信號，稱為數字全息圖，傳至計算機中保存，完成數字全息圖的記錄過程。