[发明专利]双波长偏振复用数字全息成像系统及方法有效
| 申请号： | 201510243108.8 | 申请日： | 2015-05-13 |
| 公开（公告）号： | CN104834201B | 公开（公告）日： | 2018-01-19 |
| 发明（设计）人： | 王喆;江竹青;陈依菲 | 申请（专利权）人： | 北京工业大学 |
| 主分类号： | G03H1/06 | 分类号： | G03H1/06 |
| 代理公司： | 北京思海天达知识产权代理有限公司11203 | 代理人： | 沈波 |
| 地址： | 100124 *** | 国省代码： | 北京;11 |
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| 摘要： | 双波长偏振复用数字全息成像系统及方法，该系统包括一种双波长偏振复用数字全息记录单元和一种双波长偏振复用数字全息成像重构单元。一种双波长偏振复用数字全息记录单元包括双波长偏振复用数字全息记录光路和方法，所述的双波长偏振复用数字全息记录单元用于记录两个不同波长的数字全息图。一种双波长偏振复用数字全息成像重构单元包括双波长偏振复用数字全息成像重构流程和方法，配置所述的双波长偏振复用数字全息成像重构单元，用于对所记录的数字全息图进行衍射成像重构，实现原物体的真实相位信息的三维成像。 | ||
| 搜索关键词： | 波长 偏振 数字 全息 成像 系统 方法 | ||
【主权项】：
双波长偏振复用数字全息成像系统，其特征在于：双波长偏振复用数字全息记录单元，其双波长偏振复用数字全息记录光路是透射型光路；包括第一激光器(1)发出波长为λ1的第一波长光束，第二激光器(2)发出波长为λ2的第二波长光束；第一激光器(1)发出的第一波长光束经分光棱镜(3)反射后照射到半波片(4)上，通过分光棱镜(3)的光束偏振态不改变，调节半波片(4)，使得第一波长光束通过半波片(4)后形成p偏振光，即p偏振第一波长光束，并入射到偏振分光棱镜(6)上；第二激光器(2)发出的第二波长光束照射通过第二半波片(5)，再由偏振分光棱镜(6)反射后形成s偏振光，即s偏振第二波长光束；通过调节第二 半波片(5)改变经偏振分光棱镜(6)反射后得到的s偏振第二波长光束的光强，并由此调整了p偏振第一波长光束与s偏振第二波长光束的束比；所述p偏振第一波长光束与所述s偏振第二波长光束通过偏振分光棱镜(6)后合束为偏振复用合束光，入射到第一反射镜(7)上并被其反射，然后进入扩束准直器(8)，扩束准直后入射到光阑(9)上，由光阑(9)调节其光束截面尺寸；通过上述步骤，两个不同波长光束的偏振态被调整为p偏振和s偏振并形成合束光，即成为偏振复用合光束，进入后续第一马赫泽德干涉仪共路传输光路进行共路传输；以及，第一马赫泽德干涉仪共路传输光路由第二分光棱镜(10)、第二反射镜(11)、第三反射镜(12)、第三分光棱镜(13)构成，偏振复用合光束在该光路中进行共路传输，具体包括：偏振复用合光束入射到第二分光棱镜(10)上并被分束为反射光和透射光，其中反射光束称为参考光束，透射光束称为物光束；所述参考光束经第二反射镜(11)反射后，入射到第三分光棱镜(13)并被其透射，所述物光束经由第三反射镜(12)反射，入射到透射型待测物体(21)并被透射后加载上物信息，然后入射到第三分光棱镜(13)并被其反射，所述物光束与所述参考光束通过第三分光棱镜(13)后形成夹角继续传输；所述物光束与所述参考光束进入第二马赫泽德干涉仪偏振筛选光路，通过偏振筛选分离出两组不同波长的物光和参考光，入射到图像采集器(20)的记录靶面干涉；具体包括：第二马赫泽德干涉仪偏振筛选光路由第四分光棱镜(14)、第四反射镜(15)、第一偏振片(16)、第五反射镜(17)、第二偏振片(18)、第五分光棱镜(19)构成，调节第一偏振片(16)，使得允许p偏振光透射通过并阻断s偏振光透射通过，调节第二偏振片(18)，使得允许s偏振光透射通过并阻断p偏振光透射通过；形成一定夹角的所述物光束和参考光束入射进入第四宽带分光棱镜(14)并分别被分束为两束物光和两束参考光，其一束物光和一束参考光由第四反射镜(15)反射后入射到第一偏振片(16)上，所述第一偏振片(16)允许该束物光中p偏振第一波长物光和该束参考光中p偏振第一波长参考光透射通过并阻断该束物光中s偏振第二波长物光和该束参考光中s偏振第二波长参考光透射通过；由第一偏振片(16)筛选透过的所述p偏振第一波长物光和p偏振第一波长参考光，称为第一波长干涉光，透射通过第五分光棱镜(19)后，入射到图像采集器(20)的记录靶面上干涉，形成第一干涉图，并被图像采集器(20)记录得到对应于波长λ1的第一数字全息图，由第二偏振片(18)筛选透过的所述s偏振第二波长物光和s偏振第二波长参考光，称为第二波长干涉光，由第五分光棱镜(19)反射后，入射到图像采集器(20)的记录靶面上干涉，形成第二干涉图，并被图像采集器(20)记录得到对应于波长λ2的第二数字全息图；p偏振第一波长物光和s偏振第二波长物光在所述第一马赫泽德干涉仪光路的物臂上共路传输，以及p偏振第一波长参考光和s偏振第二波长参考光在所述第一马赫泽德干涉仪光路的参考臂上共路传输；所述第二马赫泽德干涉仪偏振筛选光路的两个臂分别配置有第一偏振片(16)和第二偏振片(18)；所述第一偏振片(16)允许p偏振光通过并阻断s偏振光不能通过，所述第二偏振片(18)允许s偏振光通过并阻断p偏振光不能通过；所述图像采集器(20)，采用通用接口通过图像采集卡连接到计算机，将图像采集器(20)记录靶面上的第一干涉图和第二干涉图送到计算机中保存，完成数字全息图像的记录，即得到第一数字全息图和第二数字全息图；所述第一数字全息图与第二数字全息图，是在图像采集器(20)记录靶面上相邻区域同时记录的，或在图像采集器(20)记录靶面上同一区域分时记录；通过调整所述第五分光棱镜(19)在光路中位置，即让其沿着第二马赫泽德干涉仪光路两个臂的任一臂方向移动，调节所述第一波长干涉光与所述第二波长干涉光在第五分光棱镜(19)上分开或者重合，实现第一数字全息图与第二数字全息图是在图像采集器(20)记录靶面上相邻区域同时记录，或者在图像采集器(20)记录靶面上同一区域分时记录。
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