[發明專利]基于分光瞳的反射式同步相移數字全息裝置與方法

在審

• 申請號: 201810015539.2
• 申請日: 2018-01-08
• 公開（公告）號: CN108180833A
• 公開（公告）日: 2018-06-19
• 發明（設計）人: 鐘志;趙鴻潔;單明廣;劉彬;張雅彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01N21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于分光瞳的反射式同步相移數字全息裝置，包括光源(1)、第一準直擴束系統(2)、第一分光棱鏡(3)、第二準直擴束系統(4)、第一反射鏡(5)、第二分光棱鏡(13)、圖像傳感器(14)和計算機(15)，其特征在于：該裝置還包括第一透鏡(6)、分光瞳(7)、物鏡(8)、第二反射鏡(10)、光柵(11)和第二透鏡(12)，光源(1)發射的光束經過第一準直擴束系統(2)準直擴束后形成平行光，被第一分光棱鏡(3)分成兩束光；一束光依次經過第二準直擴束系統(4)和第一反射鏡(5)后，照射第二分光棱鏡(13)，另一束光依次經過第一透鏡(6)、分光瞳(7)和物鏡(8)后，平行斜入射在待測物體(9)上，經過待測物體(9)反射后，再依次經過物鏡(8)、分光瞳(7)、第二反射鏡(10)、光柵(11)和第二透鏡(12)后，照射第二分光棱鏡(13)；經第二分光棱鏡(13)后的匯合光束由圖像傳感器(14)的光接收面接收，圖像傳感器(14)的圖像信號輸出端連接計算機(15)的圖像信號輸入端；所述的第一反射鏡(5)與光軸方向成45°角傾斜放置；第一透鏡(6)的后焦面和物鏡(8)的前焦面共平面，物鏡(8)的共軛前焦面與第二透鏡(12)的前焦面共平面；分光瞳(7)緊鄰物鏡(8)的入射口平面；待測物體(9)在物鏡(8)的后焦面放置；第二反射鏡(10)與光軸方向成45°角傾斜放置；光柵(11)在第二透鏡(12)的前焦平面放置；圖像傳感器(14)在第二透鏡(12)的后焦平面放置。

2.根據權利要求1所述的基于分光瞳的反射式同步相移數字全息裝置，其特征在于：所述分光瞳(7)分為入射光瞳A和出射光瞳B，且入射光瞳A與第一透鏡(6)共光軸，出射光瞳B與第二透鏡(12)共光軸。

3.根據權利要求1所述的基于分光瞳的反射式同步相移數字全息裝置，其特征在于：所述光柵(11)為二值一維周期光柵、正弦一維周期光柵或余弦一維周期光柵。

4.一種基于權利要求1或2所述的基于分光瞳的反射式同步相移數字全息裝置的全息方法，包括如下步驟：調整光源，使光源發射的光束經過第一準直擴束系統準直擴束后形成平行光，被第一分光棱鏡分成兩束光；一束光依次經過第二準直擴束系統、第一反射鏡后，形成參考光，照射第二分光棱鏡，其特征在于：該方法還包括另一束光依次經過第一透鏡、分光瞳的入射光瞳和物鏡后，平行斜入射在待測物體上，經待測物體反射后形成物光，依次經過物鏡、分光瞳的出射光瞳、第二反射鏡、光柵和第二透鏡后產生0級和±1級衍射物光光束，照射第二分光棱鏡；物光和參考光經過第二分光棱鏡后匯合產生干涉，形成三幅相移干涉圖，被圖像傳感器同步采集并上傳到計算機中；利用改進三步相移相位恢復算法完成待測物體三維相位恢復。