[發明專利]雙通道共路離軸偏振全息成像系統和方法

有效

• 申請號: 201710756138.8
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107490947B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 國承山;韓璐;程振加;楊楊;王本義;岳慶煬
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

1.一種雙通道共路離軸偏振全息成像系統，其特征在于，包括：

成像系統，包括物鏡和置于物鏡之后的鏡筒透鏡，在物鏡和所述鏡筒透鏡之間還設置有二維光柵；

物鏡側系統，包括起偏器元件和置于起偏器元件之后的輸入面單元，所述輸入面單元中央設置有用于放置樣品的樣品窗口，在樣品窗口周圍設置有用于放置偏振調節元件的兩個參考窗口，參考窗口分別位于樣品窗口的豎直方向和水平方向，所述放置于兩個參考窗口處的偏振調節元件的偏振調節方向相互垂直，起偏器元件用于調節通過參考窗口的兩路參考光偏振態；若參考窗口與樣品窗口之間的距離滿足：

其中λ是入射光的波長，T為光柵的周期，f₁表示物鏡的焦距；則對應光柵衍射光的樣品像將與對應光柵兩個衍射光的兩個參考窗口像剛好在像面中心部分完全重合；

像側系統，包括用于成像的輸出面單元；

所述成像系統、物鏡側系統和像側系統組成共路結構。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述二維光柵采用正交二維光柵。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，兩個偏振方向相互垂直的偏振調節元件分別附在所述兩個參考窗口之后。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括計算終端，用于獲取成像結果，通過全息再現測量樣品的瓊斯矩陣，以反映樣品的各向異性特性。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述偏振調節元件采用線偏振片。

6.一種基于權利要求1的雙通道共路離軸偏振全息成像方法，其特征在于，包括：

入射光經起偏器元件后，以一固定偏振方向投射至所述輸入面單元上，經過輸入面單元后被分為透過樣品窗口的物光和透過兩個參考窗口的兩束參考光，三束平行光透過成像系統，最終在像側系統上成像；

上述三束平行光依次透過成像系統中的物鏡、二維光柵和鏡筒透鏡，由于二維光柵的衍射作用，在輸出面單元上形成多個相互錯位的剪切像，每一個剪切像對應于二維光柵的一個衍射級，在滿足參考窗口與樣品窗口之間的距離要求基礎上，在輸出面單元的中心部分產生疊加干涉。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，還包括采用全息再現方法對成像進行重現，得到經過樣品的物光兩個正交偏振分量以及表征樣品各向異性特性的瓊斯矩陣。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述起偏器元件對入射光進行調節，獲得不同方向的線偏振光，根據不同偏振方向偏振光照明得到的輸出結果，獲得表征樣品各向異性特性的瓊斯矩陣參量。