[發明專利]測量部分相干光空間關聯結構的方法及系統

有效

• 申請號: 201710473501.5
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107255525B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 趙承良;盧興園;朱新蕾;曾軍;蔡陽健
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 馮瑞

1.一種測量部分相干光空間關聯結構的方法，其特征在于，包括：

記錄擾動光強：給待測光源引入擾動、經過多孔陣列結構輸出后進行傅里葉變換，記錄待測光源傳輸至傅里葉平面處的光強；

記錄非擾動光強：不給待測光源引入擾動、經過多孔陣列結構輸出后進行傅里葉變換，記錄待測光源傳輸至傅里葉平面處的光強；

計算機將有擾動、無擾動兩種情況下記錄的光強，分別進行反傅里葉變換、篩選陣列的過濾，將過濾后的結果相減，并反傳輸至光源平面，得到光源平面的交叉譜密度函數，根據關聯結構函數、交叉譜密度函數和源場光強的關系，得到待測光源的關聯結構；

光束的關聯結構函數通過以下公式計算：

其中Γ₀(r₁,r₀)指的是該光場的交叉譜密度，I(r₁)指的是該處的光斑光強，I(r₀)指的是r₀處的光強值；

計算關聯結構函數的步驟分為三步：

(1)拍攝源場光強I(r₁,r₁)

I(r₀,r₀)指的是r₀處的光強，因此，令r₁＝r₀，即可得到I(r₀,r₀)；

(2)由傅里葉平面處的光強計算多孔陣列前的交叉譜密度Γ(ρ_mn,0)：

多孔陣列結構的透射率函數表示為參考孔和二維陣列孔位置處的δ函數的疊加，即δ(ρ)+∑mnδ(ρ-ρ_mn)，若將傅里葉平面的光強反傅里葉變換可以得到穿過多孔陣列后的光場：

F^-1{I}＝Γ(0,0)δ(ρ)+∑_mn∑_ijΓ(ρ_mn,ρ_ij)δ[ρ-(ρ_mn-ρ_ij)]+

∑_ijΓ(0,ρ_ij)*δ(ρ+ρ_ij)+∑_mnΓ(-ρ_mn,0)δ(ρ-ρ_mn)

篩選陣列的透射率函數與多孔陣列中周期重復的部分相同，即∑_mnδ(ρ-ρ_mn)，這個反傅里葉變換的結果經過篩選陣列的篩選并變換坐標便可以得到Γ(ρ_mn,0)；

(3)兩次拍攝與反傳輸處理，得到Γ₀(r₁,r₀)：

不添加和添加擾動兩種情況下拍攝，光強反傅里葉變換和篩選后的結果分別為：

Γ(ρ_mn,0)＝∫∫Γ₀(r₁,r₂)h(r₁,ρ_mn)h(r₂,0)*dr₁dr₂

Γ′(ρ_mn,0)＝∫∫Γ₀(r₁,r₂)[1+Cδ(r₁-r₀)][1+Cδ

(r₂-r₀)]*h(r₁,ρ_mn)h(r₂,0)*dr₁dr₂

其中，h(r₁,ρ₁)是傳輸項，δ函數表示的是擾動項，兩者結果相減可得：

ΔΓ(ρ_mn,0)＝Ch(r₀,ρ_mn)(C*Γ₀(r₀,r₀)h(r₀,0)*+C∫Γ

₀(r₀,r₂)h(r₂,0)*dr₂)+C*h(r₀,0)*∫Γ₀(r₁,r₀)h(r₁,ρ_mn)dr₁

此時再進行反向傳輸，就可以得到Γ₀(r₁,r₀)。