[發明專利]基于二維周期光柵和點衍射的三視場數字全息檢測裝置與方法

有效

• 申請號: 201710589251.1
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107356195B
• 公開（公告）日: 2019-09-27
• 發明（設計）人: 鐘志;劉磊;單明廣;劉彬;張雅彬;王紅茹
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B9/021
• 分類號: G01B9/021
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于二維周期光柵和點衍射的三視場數字全息檢測裝置的檢測方法，所述檢測裝置包括：出射波長為λ的光源(1)、偏振片Ⅰ(2)、準直擴束裝置(3)、測量窗口(4)、待測物體(5)、第一透鏡(6)、二維周期光柵(7)、孔陣列(8)、偏振片Ⅱ(9)、偏振片Ⅲ(10)、偏振片Ⅳ(11)，第二透鏡(12)、光闌(13)、圖像傳感器(14)、計算機(15)；出射波長為λ的光源(1)發射的光經偏振片Ⅰ(2)調制成45°線偏振光后入射至準直擴束裝置(3)，經準直擴束后的出射光束經過測量窗口(4)和待測物體(5)后入射至第一透鏡(6)，經第一透鏡(6)匯聚后的出射光束通過二維周期光柵(7)后形成0級次、x方向±1級次和y方向-1級次4束光，y方向-1級次經孔陣列(8)上針孔(B)濾波形成參考光，0級次、x方向±1級次分別通過大孔A1、A2和A3后形成具有特定偏振態的三束物光，參考光和三束物光射向第二透鏡(12)，經第二透鏡(12)透射后的衍射光束經光闌(13)整形后入射至圖像傳感器(14)的光接收面接收，圖像傳感器(14)的圖像信號輸出端連接計算機(15)的圖像信號輸入端；偏振片Ⅱ(9)、偏振片Ⅲ(10)、偏振片Ⅳ(11)分別貼于孔陣列(8)上大孔A1、大孔A2和大孔A3放置；所述的第一透鏡(6)和第二透鏡(12)的焦距均為f；二維周期光柵(7)在x、y方向周期均為d；二維周期光柵(7)位于第一透鏡(6)的后焦f-△f處并且位于第二透鏡(12)的前焦f+△f處，其中△f為離焦量，△f大于0并且小于f；x方向+1級衍射光全部通過孔陣列(8)的大孔A1形成一束物光，x方向－1級衍射光全部通過孔陣列(8)的大孔A3形成第二束物光，0級衍射光全部通過孔陣列的大孔A2形成第三束物光，y方向-1級衍射光濾波通過針孔(B)形成參考光；

其特征在于：實現方式如下：

打開出射波長為λ的光源(1)，使出射波長為λ的光源(1)發射的光束經偏振片Ⅰ(2)和準直擴束裝置(3)后形成平行偏振光束，該平行偏振光束通過待測物體(5)和測量窗口(4)后，再依次經過第一透鏡(6)和二維周期光柵(7)，在x方向上得到±1級和0級衍射光束，在y方向上得到-1級衍射光束，衍射光束通過傅里葉平面的孔陣列(8)，得到具有特定偏振態的三束物光和一束參考光，四束光通過第二透鏡(12)在圖像傳感器(14)平面上產生干涉，根據測量窗口(4)的小窗口尺寸對計算機(15)采集獲得的干涉圖樣I進行分割，獲得1幅干涉圖樣后通過計算得到待測物體的相位分布

其中，O_n為待測物體的復振幅分布，Im()表示取虛部，Re()表示取實部，

O_n＝FT^-1{C[FT(I)*F_n]}

其中，FT表示傅里葉變換，FT^-1表示逆傅里葉變換，F_n為對應濾波器，C()為裁剪頻譜置中操作。