[發明專利]相位掩膜板及波前編碼系統

有效

• 申請號: 201410106082.8
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103901616A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 趙惠;魏靜萱;雷廣智;龐志海
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所;西安電子科技大學
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 姚敏杰

1.一種相位掩膜板，其特征在于：所述相位掩膜板的相位掩膜函數由具有相對位移量的兩個對數函數疊加而成，其一維函數表達式為：

Q(x)=sgn(x+m)·(α·(x+m)²·(ln(|x+m|)+β))+sgn(x+n)·(α·(x+n)²·(ln(|x+n|)+β))

式中：

α，β，m以及n分別是相位分布函數的參數；

x為歸一化坐標；x的取值范圍為[-1，1]，偏移量m和n的取值范圍均為[-1，1]。

2.一種基于如權利要求1所述的相位掩膜板的波前編碼系統，其特征在于：所述能夠消除對數型相位掩膜傳遞函數低頻不穩定性的改進波前編碼系統包括成像鏡頭、圖像探測器、圖像處理單元以及如權利要求1所述的相位掩膜板；所述成像鏡頭、相位掩膜板以及圖像探測器依次設置在同一光路上；所述圖像處理單元與圖像探測器相連。

3.根據權利要求2所述的波前編碼系統，其特征在于：所述相位掩膜板是由具有相對偏移量的兩個相位掩膜板部件組成。

4.根據權利要求3所述的波前編碼系統，其特征在于：所述具有相對偏移量的兩個相位掩膜板部件能夠以成像鏡頭的孔徑平面為中心進行獨立地平移。

5.一種基于如權利要求4所述的波前編碼系統的使用方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

1）指定α和β的數值，同時指定相位掩膜板部件偏移量的增加步長；

2）為相位掩膜板中的一個部分任意指定偏移量m，利用下述評價函數，通過全局優化算法（模擬退火算法）獲得另外一個相位掩膜板組成部分的位移量n；所述評價函數的表現形式是：

min(∫-ψψJOTF(W20,para)dW20)]]>

其中：

min代表最小化操作；

OTF代表光學傳遞函數；

J表示Fisher信息，用以評價系統性能對特定變量的敏感度；所述系統性能是OTF；所述特定變量是離焦參量W₂₀；

Para是相位掩膜板的參數集合；所述相位掩膜板的參數集合是上述相位掩膜板中的偏移量n；

Ψ是離焦參量的最大取值范圍；

3）計算所獲得的離焦調制傳遞函數與頻率坐標軸所圍成的歸一化面積；

4）按照步驟1）所確定的步長改變偏移量m，重復步驟2～步驟4），直至達到偏移量的上限；建立一個偏移量組合與離焦調制傳遞函數高低的查找表；所述離焦調制傳遞函數的高低體現了中間編碼圖像的品質，作為與傳統對數型相位掩膜板進行對比的參考。