[發明專利]周期材料成像方法及其裝置

在審

• 申請號: 201710797868.2
• 申請日: 2017-09-06
• 公開（公告）號: CN107655859A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 王宏興;朱天飛;問峰;王瑋;卜忍安;張景文;侯洵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N21/47
• 分類號: G01N21/47;G01N21/01;G02B27/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 田洲

1.周期材料成像裝置，其特征在于，包括光源部分、探測部分和成像部分；

光源部分包括符合光源、凸透鏡、擴束器和小孔；

探測部分包括第一分光鏡、第二分光鏡和周期材料固定臺；

成像部分包括第一探測器、第二探測器和第三探測器；

符合光源的出射光路上依次布置有凸透鏡、擴束器、小孔、第一分光鏡和第二分光鏡；第一分光鏡的第一出射光光路上依次設有周期材料固定臺和第一探測器；周期材料固定臺上安裝有周期材料；第一分光鏡的第二出射光入射到第二分光鏡，被第二分光鏡分成第二分光鏡的第一出射光和第二分光鏡的第二出射光；第二分光鏡的第一出射光光路上設有第二探測器，第二分光鏡的第二出射光光路上設有第三探測器。

2.根據權利要求1所述的周期材料成像裝置，其特征在于，第一分光鏡的第一出射光、第二分光鏡的第一出射光和第二分光鏡的第二出射光，三束光的光強相同。

3.根據權利要求1所述的周期材料成像裝置，其特征在于，第一探測器D₁、第二探測器D₂和第三探測器D₃連接用于進行三階符合關聯成像的三階關聯電路；三階關聯電路的輸出端連接屏幕；屏幕用于顯示三階符合關聯成像獲得的圖像。

4.根據權利要求1所述的周期材料成像裝置，其特征在于，符合光源為中子、x射線、可見光、紫外光、紅外光或其它非相干光源中任一種。

5.根據權利要求1所述的周期材料成像裝置，其特征在于，周期材料為具有周期結構的生物細胞、聲子晶體或光子晶體。

6.根據權利要求1所述的周期材料成像裝置，其特征在于，符合光源的出射光路上設置有包括第一分光鏡和第二分光鏡的N-1個分光鏡；所述N-1個分光鏡將符合光源的出射光光強相同的N束光，N束光的出射方向各設有一個探測器。

7.周期材料成像方法，其特征在于，基于權利要求1至5中任一項所述的周期材料成像裝置，包括以下步驟：

步驟一：設定探測器及待測周期材料的初始位置；

依據待測量周期材料的空間周期尺度，設定周期材料與光源，周期材料與第一探測器、第二探測器、第三探測器的初始位置；標記待測周期材料與光源的縱向距離為z₀，標記待測周期材料與第一探測器、第二探測器、第三探測器的縱向距離分別為z₁、z₂、z₃，它們對應的橫向坐標分別為u₁、u₂、u₃；如果周期材料的周期為a，則對應泰伯長度為z_T＝2a²/λ；λ為光源發出光束的波長；

步驟二：探測過程；

將第一探測器的橫坐標固定在待測周期材料的末端，記為u₁，同時第二探測器和第三探測器沿橫坐標同向等速掃描探測，它們的橫坐標滿足約束關系u₂＝u₃；接著沿縱向移動第一探測器一段距離后固定，第二探測器和第三探測器沿同向等速掃描探測；重復上述過程直至完成一個泰伯周期的成像；

或者，將第一探測器的橫坐標固定在待測周期材料的末端，記為u₁，同時第二探測器和第三探測器沿橫坐標反向等速掃描探測，它們的橫坐標滿足約束關系u₂＝-u₃；接著沿縱向移動第一探測器一段距離后固定，第二探測器和第三探測器沿反向等速掃描探測；重復上述過程直至完成一個泰伯周期的成像；

步驟三：三階符合關聯成像

將第一探測器、第二探測器、第三探測器記錄的信號進行三階符合關聯成像。

8.根據權利要求7所述的周期材料成像方法，其特征在于，所述一段具體為z_T/10到z_T/100。