[發明專利]一種無透鏡系統及其彩色掃描全息實現方法

有效

• 申請號: 202011262254.2
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112379583B
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發明（設計）人: 張亞萍;張竟原;許蔚
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G02B26/10
• 代理公司: 成都方圓聿聯專利代理事務所(普通合伙) 51241
• 代理人: 茍銘

本發明公開了一種無透鏡系統及其彩色掃描全息實現方法，包括：由紅、綠、藍激光光源出射的平行光分別經過發散透鏡變為發散光，光束進入分色棱鏡，將3種波長不同的激光合成至同一光路，出射光為白色發散球面波；出射的發散球面波經過分束棱鏡，反射光進入左側光路照明物體，物體衍射光進入CCD；透射光由分束棱鏡邊緣反射鏡再次反射，進入右側光路，作為參考光進入CCD；通過傾斜分束棱鏡與反射鏡，改變光束的入射角度，實現對物體的掃描，CCD平面所記錄的數據即為全息圖信息，將CCD記錄的全息圖數據傳輸至計算機進行重建處理。本發明的優點是：能夠記錄物體的全息信息并使用計算機進行重建，具有數據處理方便快速、結構簡單、操作容易的優勢。

技術領域

本發明涉及光學全息成像技術領域，特別涉及一種無透鏡系統及其彩色掃描全息實現方法。

背景技術

光學掃描全息(OSH)是一種特殊的數字全息成像模式,傳統掃面全息通過主動二維化掃描，將三維物體的波前信息以數字全息圖的形式，通過探測器記錄下來，經過光外差解調后利用算法在計算機中對物體進行重建，在醫學成像、顯微成像、光學圖像加密等領域都有重要應用。

OSH與傳統全息其中的一個不同點是，物體發出的光不需要是相干的。根據系統配置的不同，全息圖可以對樣本的振幅或強度響應進行編碼。例如，這使得人們可以測量樣品的折射率變化，而這種變化實際上是用傳統透射成像無法檢測到的(盡管這些變化可以用傳統全息術成像)。相反，使用OSH可以以純非相干模式成像，從而掩蓋相位變化，只檢測物體的強度響應。

文獻“Full-color optical scanning holography with common red，green，andblue channels”提出了一種彩色掃描全息系統，此系統在記錄過程中需要使用多個分色鏡與多路光路，系統結構較為復雜，存在調試較為困難的問題。

文獻“Homodyne scanning holography”提出了一種改進的掃描全息系統，其中存在的主要問題是在對每個全息圖進行連續掃描時，每個FZP的相位值都有輕微的移動，這種相移給每幅全息圖的相位測量值帶來一定的誤差。

發明內容

本發明針對現有技術的缺陷，提供了一種無透鏡系統及其彩色掃描全息實現方法，解決了現有技術中存在的缺陷。

為了實現以上發明目的，本發明采取的技術方案如下：

一種無透鏡系統，包括：反射鏡1，分束棱鏡2，發散透鏡3，分色棱鏡4，物體5，CCD(電荷耦合器件)6，紅色激光器7、綠色激光器8、藍色激光器9，計算機10；

其中紅色激光器7、綠色激光器8、藍色激光器9位置方向相互正交，三個發散透鏡3分別置于三個激光器前方，分色棱鏡4置于紅色激光器7、綠色激光器8、藍色激光器9所朝方向交點處，分束棱鏡2置于綠色激光器8所朝方向，物體5和CCD6分別置于分束棱鏡2兩側，CCD6與計算機10相連接。

進一步地，所述紅色激光器7波長為615-630nm、綠色激光器8波長為515-535nm、藍色激光器9長為440-490nm。

進一步地，所述發散透鏡3為雙凸面透鏡。

進一步地，所述分色棱鏡4幾何結構為六面立方體結構，材質為拋光k9玻璃，其中兩表面為霧面，其余四表面為拋光面，兩霧面相互平行，當白光從一拋光面入射時，其余三拋光面分別出射紅、綠、藍光。

進一步地，所述分束棱鏡2幾何結構為六面立方體結構。

進一步地，所述反射鏡1底部材質為銣鐵磁力材質，可吸附于金屬表面。

本發明還公開了一種基于無透鏡系統的彩色掃描全息實現方法，包括如下步驟：