[發明專利]基于雙聲光調制器的全息圖像重建方法及重建系統

有效

• 申請號: 202110128697.0
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112925184B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 范厚鑫;張亞萍;許蔚;陳會心;張竟原;姚勇偉;王斌
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G03H1/04
• 分類號: G03H1/04;G03H1/02
• 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

1.基于雙聲光調制器的全息圖像重建方法，其特征在于：其包括：

將由激光器出射的激光轉換為點源脈沖；

將所述點源脈沖進行傅里葉調制，得到初始光場；

將所述初始光場進行分光，得到相互垂直的分光光束；

通過兩個相互正交的聲光調制器對兩個分光光束分別進行聲光調制；

將聲光調制后的兩個出射光場進行耦合，得到出射光場；

將所述出射光場通過全息衍射光學元件進行衍射，得到衍射光場；

將所述衍射光場進行傅里葉調制，得到重建光場；

通過圖像傳感器接收所述重建光場并將其轉換為全息圖像；

其中，所述聲光調制器在布拉格方式下工作，其光學傳遞函數H₀設置為：

其中，k_x表示頻域坐標；j表示虛數單位；Q表示聲光調制器的固有參數，且Q＝2πLλ₀/∧，其中∧表示聲光調制器中產生的聲波波長，λ₀表示入射光波長，A、B表示計算參數，且A＝cos(α/2)，B＝(Q∧/4π)[sin(α/2)/(α/2)]，其中α表示聲光調制器中光場被聲波調制后的相位延遲。

2.根據權利要求1所述的重建方法，其特征在于：所述聲光調制器配置有壓電換能器，所述壓電換能器的長度LΛ²/λ₀。

3.根據權利要求1所述的重建方法，其特征在于：經所述聲光調制后獲得的出射光場A₁(x,y)滿足：

A₁(x，y)＝F^-1{F{A₀₁(x，y)+A₀₂(x，y)}*H₀}

其中，F{}表示傅里葉變換，F^-1{}表示逆傅里葉變換，H₀表示所述光學傳遞函數，*表示卷積，A₀₁(x,y)和A₀₂(x,y)分別表示所述初始光場A₀(x,y)經分束后得到的兩束分光的光場。

4.根據權利要求3所述的重建方法，其特征在于：經傅里葉調制獲得的所述重建光場U(x,y)滿足：

U(x,y)＝A₁(x,y)exp[jφ(x,y)]，

其中，A₁(x,y)表示總出射光場，表示所述全息衍射光學元件的光學相位分布。

5.根據權利要求1所述的重建方法，其特征在于：所述全息衍射光學元件的結構通過全息算法計算得到，所述全息算法為傅里葉迭代算法。

6.通過權利要求1-5所述的重建方法進行全息圖像重建的系統。

7.根據權利要求6所述的重建系統，其特征在于：其包括：激光器(1)，位于激光器光路上的第一透鏡(3)，位于激光器(1)及第一透鏡(3)之間的小孔(2)，將經第一透鏡(3)調整后的激光分為相互垂直的兩束分光束的分束鏡(5)，位于第一透鏡(3)及分束鏡(5)之間的物屏(4)，分別位于兩個分光束光路上的第一聲光調制器(6)及第二聲光調制器(8)，對經第一聲光調制器(6)處理后的散射光進行反射的第一反光鏡(7)，對經第二聲光調制器(8)處理后的散射光進行反射的第二反光鏡(9)，將經第一反光鏡7反射后的散射光與經第二反光鏡(9)反射后的散射光與進行合束耦合的合束鏡(10)，對合束鏡處理后的激光進行衍射的衍射光學元件(11)，及其后的第二透鏡(12)與圖像傳感器(13)，其中第一透鏡(3)及第二透鏡(12)均為傅里葉變換透鏡。