[實用新型]一種萬億幅頻全光分幅三維全息成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720725006.4
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN206945974U
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李澤仁;彭其先;李雨;劉壽先;趙宇;陳光華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司51214
• 代理人: 徐靜

1.一種萬億幅頻全光分幅三維全息成像裝置，其特征在于包括：

時域波長映射整形模塊，用于對飛秒激光器輸出的飛秒脈沖通過脈沖展寬元件后形成啁啾脈沖，然后啁啾脈沖在經(jīng)過脈沖整形元件后，形成n個不同中心波長成分的子脈沖；n大于等于1萬；

三維光譜成像模塊，用于通過待測目標，調(diào)制所述n個子脈沖的幅度或相位，然后通過全息記錄介質(zhì)記錄n個攜帶待測目標信息的不同子脈沖的圖像信息；

圖像重構(gòu)模塊，用于將n個攜帶待測目標信息的不同子脈沖的圖像信息進行圖像重構(gòu)，分別對應得到n幅三維空間分辨成像圖像，即n幅待測目標圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于所述三維光譜成像模塊是基于濾波片的三維成像光路，該光路包括物鏡與n級全息記錄裝置；第n級全息記錄裝置包括第n級帶通濾波片、與第n級帶通濾波片對應的透鏡以及全息記錄介質(zhì)；所述n個不同波長成分的子脈沖依次通過待測目標后，再經(jīng)過物鏡后，然后依次透過n級全息記錄裝置的第一級帶通濾波片、第2級帶通濾波片......、第n級帶通濾波片；同時未透過第n級帶通濾波片的子脈沖依次通過與該級帶通濾波片對應的透鏡，將攜帶待測目標信息的圖像信息記錄在全息記錄介質(zhì)中；n小于等于Δλc/Δλf；其中Δλc是飛秒脈沖光譜寬度，Δλf是帶通濾波片的濾波寬度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于所述三維光譜成像模塊是體全息記錄光路，該光路包括光路分路結(jié)構(gòu)、n路級聯(lián)的參考光光路結(jié)構(gòu)以及物光光路結(jié)構(gòu)；其中n個不同波長成分的子脈沖通過光路分路結(jié)構(gòu)后分為兩路光；其中一路光通過參考光光路結(jié)構(gòu)后，形成n路參考光，然后到達全息記錄介質(zhì)；另一路光通過待測目標，其幅度與相位受到調(diào)制后，形成n個攜帶待測目標信息的子脈沖圖像信息依次分別與物光進行干涉后，記錄在全息記錄介質(zhì)上；n小于等于Δλc/Δλf；其中Δλc是飛秒脈沖光譜寬度，Δλf是帶通濾波片的濾波寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于所述n路級聯(lián)的參考光光結(jié)構(gòu)包括n級帶通濾波片以及與每個濾波片對應的反射鏡組；光路分路結(jié)構(gòu)輸出的子脈沖依次透過n級帶通濾波片的第一級帶通濾波片、第二級帶通濾波片......、第n級帶通濾波片；同時未透過第n級帶通濾波片的子脈沖依次通過與該級帶通濾波片對應的反射鏡組，然后該子脈沖與全息記錄介質(zhì)的物光進行干涉，將n幅圖像信息記錄在全息記錄介質(zhì)中；參考光光路之后的反射鏡組是調(diào)節(jié)這一支路光程長度，使得該光路支路的光程與物光光路經(jīng)過反射鏡組的光程相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于所述全息記錄介質(zhì)是CCD或者全息干板；當全息記錄介質(zhì)是CCD時，圖像重構(gòu)模塊將n個CCD記錄的信息通過光學衍射算法或數(shù)字全息經(jīng)典算法計算，分別對應重構(gòu)出n幅三維空間分辨成像圖像，即n幅待測目標圖像；當全息記錄介質(zhì)是全息干板時，圖像重構(gòu)模塊通過切片掃描方式對全息干板進行圖像掃描，得到n幅三維空間分辨成像圖像，即n幅待測目標圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于：

1)當飛秒脈沖實現(xiàn)百飛秒脈沖展寬時，通過玻璃棒作為脈沖展寬元件；飛秒脈沖通過玻璃棒后，輸出啁啾脈沖至脈沖整形元件；

2)當飛秒脈沖實現(xiàn)1ps到100ps脈沖展寬時，通過分束鏡、光柵對與棱鏡對作為展寬元件，其中飛秒脈沖通過分束鏡后，以光柵對中入射光柵的閃耀角作為入射角入射；飛秒脈沖通過光柵對后，再通過棱鏡對、反射鏡后通過原路返回在通過光柵對、分束鏡后輸出至脈沖整形元件；

3)當飛秒脈沖實現(xiàn)ns量級的脈沖展寬時，通過光纖作為脈沖展寬器件；飛秒脈沖通過光纖后，輸出啁啾脈沖至脈沖整形元件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種萬億幅頻全光分幅成像裝置，其特征在于所述脈沖整形元件通過4f結(jié)構(gòu)的脈沖整形光路實現(xiàn)；啁啾脈沖的入射角與4f結(jié)構(gòu)的脈沖整形光路的入射光柵的閃耀角重合；其中空間光調(diào)制器用聲光調(diào)制器、全息掩膜、變形面鏡以及微面鏡陣列代替。