[發(fā)明專利]一種基于均值梯度函數(shù)的光學(xué)掃描全息自聚焦方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711468134.6
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108153132B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐海燕;劉柯;邵維;王秉中
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G03H1/00
• 分類號: G03H1/00;G03H1/04;G03H1/08
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于均值梯度函數(shù)的光學(xué)掃描全息自聚焦方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：第一偏振分束器將激光源發(fā)出的光分為兩束，第一束光通過第一光瞳函數(shù)形成球面波，第二束光通過第二光瞳函數(shù)形成平面波，兩束光經(jīng)過第二偏振分束器聚光后干涉形成菲涅爾波帶板，菲涅爾波帶板再經(jīng)過掃描振鏡反射，對物體進(jìn)行掃描，光電轉(zhuǎn)換器接收透過物體的光，經(jīng)過調(diào)制解調(diào)獲取物體的全息圖像；

步驟2：對重建范圍[l₁,l₂]進(jìn)行n等分，其中l(wèi)₁,l₂分別表示重建距離的上界和下界，n為正整數(shù)，將步驟1得到的全息圖像進(jìn)行傅里葉變換后，與點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的空間域表達(dá)式的傅里葉變換的共軛相乘，經(jīng)過傅里葉逆變換得到相應(yīng)的重建圖像；

步驟3：分別計(jì)算每一個重建圖像的NAG值，NAG值的最大值所對應(yīng)的重建距離z為最后得到物體的聚焦位置；

其中步驟2等步長重建的具體過程如下：

步驟2-1：將重建范圍[l₁,l₂]進(jìn)行n等分，重建步長Δτ為

其中，l₁,l₂分別表示重建距離的上界和下界；

步驟2-2：將步驟1得到的全息圖像H(x,y)進(jìn)行傅里葉變換后，分別與對應(yīng)重建距離點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的空間域表達(dá)式h(x,y；z_p)的傅里葉變換的共軛相乘，經(jīng)過傅里葉逆變換，即可得到相應(yīng)的重建圖像

I(x,y；z_p)＝f^-1{f{H(x,y)}×f^*{h(x,y；z_p)}} (2)

其中，z_p＝l₁+Δτ×(p-1)，p＝1,2...,n，z_p表示第p個重建距離，*表示共軛，f和f^-1分別表示傅里葉變換和傅里葉逆變換，λ表示激光波長，x和y表示空間坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均值梯度函數(shù)的光學(xué)掃描全息自聚焦方法，其特征在于，計(jì)算NAG值的具體過程如下：

3-1.利用步驟2獲取的重建圖像I(x,y；z_p),p＝1,2,3...n，分別計(jì)算每一個重建圖像的NAG值

其中，圖像尺寸為M×N,1≤r≤M，1≤c≤N，f_x(r,c)為I(x,y；z_p)在x方向上的一階偏導(dǎo)數(shù)，f_y(r,c)為I(x,y；z_p)在y方向上的一階偏導(dǎo)數(shù)；

3-2.步驟3-1中所求得的n個NAG值中，NAG最大值所對應(yīng)的重建距離z為最后得到物體的聚焦位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于均值梯度函數(shù)的光學(xué)掃描全息自聚焦方法，其特征在于，第一光瞳函數(shù)為矩形1函數(shù)，第二光瞳函數(shù)為狄拉克δ函數(shù)。