[發明專利]基于二維相位光柵和點衍射的雙視場數字全息檢測方法

有效

• 申請號: 201710589252.6
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107388986B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 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: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于二維相位光柵和點衍射的雙視場數字全息檢測裝置的檢測方法，所述檢測裝置包括波長為λ的光源(1)、線偏振片Ⅰ(2)、準直擴束裝置(3)、測量窗口(4)、待測物體(5)、第一透鏡(6)、二維相位光柵(7)、孔陣列(8)、線偏振片Ⅱ(9)、線偏振片Ⅲ(10)、第二透鏡(11)、光闌(12)、圖像傳感器(13)、計算機(14)，波長為λ的光源(1)發射的光束經線偏振片Ⅰ(2)調制后入射至準直擴束裝置(3)，準直擴束后的出射光束經過待測物體(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相位光柵(7)后衍射形成x方向±1級次和y方向+1級次后，其中y方向+1級次經孔陣列(8)上小孔B濾波后形成參考光、x方向±1級次通過大孔A1和A2后調制成偏振態正交的兩束物光入射至第二透鏡(11)，透射的衍射光束經光闌(12)整形后入射至圖像傳感器(13)的光接收面接收，圖像傳感器(13)的圖像信號輸出端連接計算機(14)的圖像信號輸入端；線偏振片Ⅱ(9)和線偏振片Ⅲ(10)分別貼合放置在孔陣列(8)的大孔A1和大孔A2處，偏振態正交；第一透鏡(6)和第二透鏡(11)的焦距都為f；待測物體(5)位于第一透鏡(6)的前焦面上；二維相位光柵(7)位于第一透鏡(6)的后焦f-△f處并且位于第二透鏡(11)的前焦f+△f處，其中△f為離焦量，△f大于0并且小于f；圖像傳感器(13)位于第二透鏡(11)的后焦面上；二維相位光柵(7)的x方向周期dx與測量窗口(4)沿x軸方向的寬度D之間滿足關系：dx＝2λf/D；待測物體(5)貼合測量窗口(4)放置，待測物體(5)沿x軸方向的長度小于或等于D；

其特征在于：檢測方法實現過程如下：打開波長為λ的光源(1)，使波長為λ的光源(1)發射的光束經線偏振片Ⅰ(2)和準直擴束裝置(3)后形成平行偏振光束，所述平行偏振光束通過測量窗口(4)和待測物體(5)后，再依次經過第一透鏡(6)和二維相位光柵(7)，形成的衍射級次通過傅里葉平面的孔陣列(8)，x方向的±1級衍射光束分別通過大孔A1和大孔A2并被調制成偏振態互相正交的兩束物光，y方向的+1級衍射光束經過小孔(B)點衍射得到參考光，三束光通過第二透鏡(11)在圖像傳感器(13)平面上產生干涉，將計算機(14)采集獲得的干涉圖樣根據測量窗口(4)小窗口的尺寸分割獲得1幅干涉圖樣I，通過計算得到待測物體的相位分布

其中，On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。