The invention relates to a non iterative phase of partially coherent light illumination recovery device and method, including the partially coherent light generating unit and the object phase measurement unit, the partially coherent light generating unit includes a laser, a beam expander, a focusing lens and a rotating ground glass and collimating lens and Gauss filter, can also be a spiral phase plate is arranged between the expander lens and focusing lens; the object of phase measurement unit includes a beam splitter, a spatial light modulator, mirror, porous array plate, Fu Liye lens, CCD and computer. Compared with the iterative algorithm of the invention, the recovery process is more efficient, to achieve the object information recovery in real time; compared with the mode expansion method, wide application range, can be associated with unknown structure of partially coherent object information recovery light; no lens diffraction imaging at the same time this method can be applied to X ray; has the simple structure and wide application range, recovery speed and other advantages, has important application prospect.
【技术实现步骤摘要】
一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置及方法
本专利技术涉及光学
,尤其涉及一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置及方法。
技术介绍
对于一个包含振幅和相位信息的未知物体,可以通过电荷耦合元件对物体振幅信息进行直接观测,而相位信息并不能被直接获得,因此如何从强度信息中获取未知物体的相位信息成为了人们研究的一个重要课题。从强度信息中获取物体相位信息的技术叫做波前探测技术或者相位恢复,通过衍射或者干涉的方法获取物体相位信息以实现二维、三维成像的方法叫做相干衍射成像,该技术广泛运用于图像信息处理、微纳光学、自适应光学、材料科学以及量子层析等领域。随着相干衍射成像技术的飞速发展,分辨率已达到纳米量级,恢复装置也愈加智能、实时化。在研究波前探测技术和相位恢复时,大多都假设照明光源为完全相干光,但实际应用中,例如高分辨波前探测,往往使用x射线或者电子束作为光源进行相位恢复,这些都不是完全相干光。此外,当一束完全相干光经过介质传输以后,其空间相干性也会降低,在这些情况下,仍然将其作为完全相干光进行处理,会存在一些问题。实现相位恢复的方法有很多种,最早是在1952年,DavidSayre提出利用香农定理通过测量更高密度的光强来实现相位恢复。至今为止,人们已经研究出了一系列相位恢复的方法,例如哈特曼波前传感技术、全息干涉技术、计算相位恢复技术和叠层技术等。哈特曼波前传感技术主要是通过测量波前斜率来恢复相位信息(PlattBC,ShackR.HistoryandprinciplesofShack-Hartmannwavefrontsensing[J].Journal ...
【技术保护点】
一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:包括部分相干光产生单元和物体相位测量单元,所述物体相位测量单元包括‑分束镜,用于透射所述部分相干光产生单元产生的部分相干光,并反射经由空间光调制器调制后的光束;‑空间光调制器,垂直于所述部分相干光产生单元的光轴放置,用于加载待测相位物体和对待测相位物体进行相位扰动的扰动点,所述空间光调制器反射所述分束镜透射的光,并让调制后的光经过所述分束镜再次发生反射;‑多孔阵列板,供所述分束镜反射的光束穿过,所述多孔阵列板上设有周期排列的二维小孔阵列并在阵列中心附近设有一个参考小孔,所述多孔阵列板上的参考小孔对准所述分束镜反射的光束,所述多孔阵列板与空间光调制器之间的距离满足z≥d*L/λ,其中,d是多孔阵列板上小孔间的间隔,L是待测相位物体最宽处的尺寸,λ是部分相干光产生单元中激光光源的波长;‑傅里叶透镜,紧挨所述多孔阵列板之后放置,或能够使所述多孔阵列板位于傅里叶透镜的前焦面上,用于对穿过所述多孔阵列板的光束进行傅里叶变换;‑电荷耦合元件,放置在傅里叶平面处拍摄光强信息;‑计算机,与所述空间光调制器和电荷耦合元件连接,控制所述空间光调制器上的 ...
【技术特征摘要】
1.一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:包括部分相干光产生单元和物体相位测量单元,所述物体相位测量单元包括-分束镜,用于透射所述部分相干光产生单元产生的部分相干光,并反射经由空间光调制器调制后的光束;-空间光调制器,垂直于所述部分相干光产生单元的光轴放置,用于加载待测相位物体和对待测相位物体进行相位扰动的扰动点,所述空间光调制器反射所述分束镜透射的光,并让调制后的光经过所述分束镜再次发生反射;-多孔阵列板,供所述分束镜反射的光束穿过,所述多孔阵列板上设有周期排列的二维小孔阵列并在阵列中心附近设有一个参考小孔,所述多孔阵列板上的参考小孔对准所述分束镜反射的光束,所述多孔阵列板与空间光调制器之间的距离满足z≥d*L/λ,其中,d是多孔阵列板上小孔间的间隔,L是待测相位物体最宽处的尺寸,λ是部分相干光产生单元中激光光源的波长;-傅里叶透镜,紧挨所述多孔阵列板之后放置,或能够使所述多孔阵列板位于傅里叶透镜的前焦面上,用于对穿过所述多孔阵列板的光束进行傅里叶变换;-电荷耦合元件,放置在傅里叶平面处拍摄光强信息;-计算机,与所述空间光调制器和电荷耦合元件连接,控制所述空间光调制器上的相位加载,并对拍摄得到的光强进行实时反傅里叶变换、筛选以及反传输处理,获得物体的相位信息。2.根据权利要求1所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:当目的为产生传统高斯关联的部分相干光时,所述部分相干光产生单元包括依次设置的激光器、对激光器发出的激光束进行扩束的扩束镜、对光束进行准直的准直透镜和对光束进行整形的高斯滤波片,由所述高斯滤波片出来的光透射过所述分束镜,到达所述空间光调制器。3.根据权利要求1所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:当目的为产生拉盖尔高斯关联的部分相干光时,所述部分相干光产生单元包括依次设置的所述激光器、对激光器发出的激光束进行扩束的扩束镜、对扩束后的光进行相位改变的螺旋位相板、对光束进行准直的准直透镜和对光束进行整形的高斯滤波片,由所述高斯滤波片出来的光透射过所述分束镜,到达所述空间光调制器。4.根据权利要求2或3所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:所述部分相干光产生单元还包括相干度调节组件,所述相干度调节组件包括对经所述扩束镜扩束后的光束或经所述螺旋位相板改变相位的光束进行聚焦的透镜,以及对聚焦后的光束进行散射的旋转毛玻璃,经所述旋转毛玻璃散射出来的光由所述准直透镜进行准直。5.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:所述分束镜反射的光束还可通过反射镜反射到所述多孔阵列板上。6.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:所述扰动点位于待测相位物体的任意位置,其尺寸远小于待测物体尺寸,其相位赋值有异于原待测相位物体于该位置的相位即可。7.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置,其特征在于:通过激光在不透光的基板上刻蚀一个参考小孔和以参考小孔为圆心向x和y方向各偏移一定距离再对称激光刻蚀二维小孔阵列,形成所述多孔阵列板,各二维小孔间的间隔需满足d≤...
【专利技术属性】
技术研发人员:卢兴园,赵承良,朱新蕾,曾军,蔡阳健,
申请(专利权)人:苏州大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。