[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

本發明涉及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與方法。包括：出射波長為λ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)。通過二維周期光柵分光和引入載波實現視場平移和頻域分離，通過偏振片組避免三束物光間干涉，實現頻譜間串擾減小。本發明簡單易行，調整方便，圖像傳感器視場利用率高；全息圖載波頻率映射關系簡單，確定容易，通過光柵離焦精確控制，系統載波頻率確定復雜度低，相位恢復算法效率高。

技術領域

本發明屬于數字全息檢測領域，特別涉及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與方法。

背景技術

數字全息術在全息術基礎上，采用諸如CCD或CMOS作為圖像采集器代替全息記錄材料(如全息干板等)記錄數字全息圖，并將數字全息圖保存于計算機中，通過數值計算模擬光的衍射傳播過程，實現數字全息圖的重構成像。數字全息術作為一種新型三維數字成像技術，其記錄和重構成像過程皆涉及數字化過程。其中離軸全息利用具有一定夾角的物光和參考光發生干涉，可以從形成的單幅載頻干涉圖獲得待測物體的位相信息，適用于運動物體或動態過程的實時測量。

2013年哈爾濱工程大學單明廣在文獻“Parallel two-step spatial carrierphase-shifting common-path interferometer with a Ronchi grating outside theFourier plane”中利用一維周期光柵離焦的方式同時在在全息圖中實現了載波的引入和視場的平移。但該技術僅適應于單波長單視場的數字全息中。

在文獻“Doubling the field of view in off-axis low-coherenceinterferometric imaging”中Natan T.Shaked提出了基于角(RETRO-REFLECTOR)反射鏡的雙視場數字全息。利用兩塊角反射鏡可以在兩束物光中引入不同方向的載波，從而可以在一幅全息圖中恢復出兩幅相位圖。角反射鏡的視場翻轉作用同時幫助系統實現了雙視場，提高了CCD的視場利用率。但是此種方法需要對一束參考光和兩束物光分別進行調制，成本高且光路準直難度大。

在文獻“Double-field-of-view,quasi-common-pathinterferometer usingFourier domain multiplexing”中Behnam Tayebi將測量區域分為三塊，其中兩塊含有待測物體信息，一塊作為參考光，并通過分別反射的方式同時實現了頻譜復用和雙視場全息。但是其結構準直難度更高。

可以發現，目前的多視場數字全息檢測中技術中，普遍存在準直難度大、CCD視場利用率低等缺點。

發明內容

本發明目的是針對上述現有技術的不足之處：將光柵離焦分光技術和頻譜復用技術相結合，提供了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，同時提供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。