[發明專利]熱光關聯非定域阿貝成像方法及其系統

在審

• 申請號: 201710631211.9
• 申請日: 2017-07-28
• 公開（公告）號: CN107193131A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 高祿
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: G02B27/46
• 分類號: G02B27/46;G02B26/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 龍禮妹

技術領域

本發明涉及熱光關聯非定域“鬼”成像和空間光信息處理領域，尤其是涉及一種熱光關聯非定域阿貝成像方法及其系統。

背景技術

經典的阿貝成像所利用的光源是激光光源，在此成像系統中要求利用空間相干熱光源，在系統中放置一個狹縫作為簡易的濾波器，可以過濾物體的空間頻譜信息，從而得到一定方向上的物體的像。

阿貝成像原理在現今工程設計上有諸多應用，例如θ調制和圖像加密等能夠對圖像進行有意識的處理從而得到特定圖像。而傳統的阿貝成像機制中物體、透鏡和狹縫在同一光路，在應用中受到很大的限制。

發明內容

本發明的目的在于提供熱光關聯非定域阿貝成像方法及其系統，以解決現有技術中存在的物體、透鏡和狹縫在同一光路，并且要求利用相干光源等在應用中受到很大的限制的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明提供的熱光關聯非定域阿貝成像系統，其包括：激光器、毛玻璃、分束器(或者分束鏡)、成像透鏡、濾波器、第一圖像探測器、第二圖像探測器以及計算機；

所述激光器發出激光光束照射在所述毛玻璃上，所述毛玻璃用于將所述激光光束轉變成非相干光束；

所述分束器設置在所述非相干光束的光路上，用于將所述非相干光束按照光強均分為第一光束和第二光束；

所述第一光束的光路為第一光路(或稱取樣光路)；

所述第二光束的光路為第二光路(或稱參考光路)；

所述第一光路上依次設置有待測物體和所述第一圖像探測器；

所述第二光路上依次設置有所述成像透鏡、所述濾波器和所述第二圖像探測器；

所述計算機分別與所述第一圖像探測器和第二圖像探測器連接，用于同步采集所述第一光束和所述第二光束的圖像信息并進行關聯測量和計算得到待測物體的像。

本發明利用激光相干光束照射旋轉的毛玻璃獲得在空間上有強度漲落分布的非相干熱光源，并最終通過計算機關聯測量和計算得到待測物體的像，即獲得阿貝成像的效果。在實際應用中非相干光源更具有普遍性，更容易獲取。本發明解除了傳統阿貝成像對光源相干性的要求，大大拓寬了阿貝成像空間濾波的應用范圍。

進一步地，所述毛玻璃可轉動地設置，毛玻璃持續轉動用于將所述激光光束轉變成在空間上有強度漲落分布的所述非相干光束。

進一步地，所述激光器為氦氖激光發生器。

進一步地，所述毛玻璃通過電機帶動繞轉軸轉動。

進一步地，所述激光器與所述毛玻璃之間的光路上設置有兩個偏振片，兩個所述偏振片在通光方向上間隔設置用于調整所述激光光束的強度。

進一步地，所述偏振片與所述毛玻璃之間的光路上設置有用于調節所述激光光束截面大小的擴束透鏡。

其中，擴束透鏡可以擴大激光光束橫截面大小。

進一步地，所述毛玻璃與所述分束器之間的光路上設置有用于調節所述非相干光束橫截面大小的光闌。

通過調節光闌，可以調節阿貝成像系統成像的分辨率。光闌越大，探測器探測面上的散斑尺寸越小，系統的分辨率越高。

進一步地，所述分束器為非偏振分束器。

進一步地，所述濾波器設置在所述成像透鏡的后焦平面上。

進一步地，所述濾波器為狹縫。

進一步地，所述待測物體緊貼靠在所述第一圖像探測器上。

進一步地，所述激光器產生的激光光束經反射鏡反射后進入并通過所述偏振片。

其中，所述待測物體為具有空間結構分布的任意透光物體，例如為待測光柵等。

本發明公開的一種熱光關聯非定域阿貝成像系統，將待測光柵等待測物體和成像透鏡分別置于兩個子光路(第一光路和第二光路)中，并將狹縫等濾波器放置于成像透鏡的后焦平面，測量時，分別對待測光柵等待測物體的信息進行了橫向和豎向的濾波，即將狹縫等濾波器垂直放置或者水平放置，來獲得濾波過后的圖像。與傳統的濾波相比，本發明具有非定域性，可操作性強，利用非相干熱光源等特點，所得的圖像真實地反映了物體一維方向上的信息。

另外，本發明還公開了一種采用上述成像系統的熱光關聯非定域阿貝成像方法，其具體包括如下步驟：

步驟一，激光器產生的激光光束照射毛玻璃，所述毛玻璃持續旋轉，利用毛玻璃的轉動將所述激光光束轉變成為在空間有強度漲落分布的非相干光束；

步驟二，非相干光束通過分束器后按照光強均分為第一光束和第二光束；

步驟三，所述計算機同步采集所述第一光束和所述第二光束的圖像信息并進行關聯測量和計算得到待測物體的像。