基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置与方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于数字全息检测领域，特别涉及一种基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置与方法。本技术采用双波长进行照射，利用二维周期光栅的分光和载频的作用实现视场的平移和频域的分离；通过偏振片组避免四束物光间的相互干涉，从而避免了频谱的串扰。本发明专利技术方法简单、处理方便，可充分利用图像传感器的空间分辨率和空间带宽积，提高了图像传感器的视场利用率，并通过简单的计算便可使得检测窗口大小和光栅周期互相匹配，避免了复杂的光路准直过程，具有光路简单，抗干扰能力强的优势。

Four field of view digital holographic detection device and method based on two dimensional periodic grating and point diffraction

The invention belongs to the field of digital holographic detection, in particular relates to a four field of view digital holographic detection device and method based on two-dimensional periodic grating and point diffraction. This technology uses dual wavelength irradiation, using two-dimensional periodic grating optical and carrier frequency to achieve the role of separation field and frequency shift; through the polarizer group avoiding the interference between the four mechanical beam, thus avoiding the spectral crosstalk. The method of the invention has the advantages of simple and convenient treatment, can make full use of spatial resolution and bandwidth of image sensor product, improve the utilization rate of the image sensor field, and through simple calculation can be made to the size of the detection window and the grating period matching each other, to avoid the optical alignment process complex, with simple optical path, anti-interference ability strong advantage.

【技术实现步骤摘要】
基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置与方法
本专利技术属于数字全息检测领域，特别涉及一种基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置与方法。
技术介绍
数字全息术在全息术基础上，采用诸如CCD或CMOS作为图像采集器代替全息记录材料(全息干板等)记录数字全息图，并将数字全息图保存于计算机中，通过数值模拟光的衍射传播过程，实现数字全息图的重构成像。数字全息术作为一种新型三维数字成像技术，其记录和重构成像过程皆涉及数字化过程。其中离轴全息利用具有一定夹角的物光和参考光发生干涉，可从形成的单幅载频干涉图获得待测物体的位相信息，适用于运动物体或动态过程的实时测量。在文献“Doublingthefieldofviewinoff-axislow-coherenceinterferometricimaging”中NatanT.Shaked提出了基于角反射镜的双视场数字全息。利用两块角反射镜可以在两束物光中引入不同方向的载波，从而可以在一幅全息图中恢复出两幅相位图。角反射镜的视场翻转作用同时帮助系统实现了双视场，提高了CCD的视场利用率。但是此种方法需要对一束参考光和两束物光分别进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置，其特征在于：包括波长为λa的光源Ⅰ(1)、偏振片Ⅰ(2)、波长为λb的光源Ⅱ(3)，偏振片Ⅱ(4)、偏振分光棱镜(5)、准直扩束系统(6)、测量窗口(7)、待测物体(8)、第一透镜(9)、二维周期光栅(10)、孔阵列(11)、偏振片Ⅲ(12)、偏振片Ⅳ(13)、偏振片Ⅴ(14)、偏振片Ⅵ(15)、第二透镜(16)、光阑(17)、彩色图像传感器(18)和计算机(19)，其中λa>λb；波长为λa的光源Ⅰ(1)发射的光经偏振片Ⅰ(2)和波长为λb的光源Ⅱ(3)发射的光经偏振片Ⅱ(4)调制后经偏振分光棱镜(5)汇合成一束再入射至准直扩束系统...

【技术特征摘要】
1.一种基于二维周期光栅和点衍射的四视场数字全息检测装置，其特征在于：包括波长为λa的光源Ⅰ(1)、偏振片Ⅰ(2)、波长为λb的光源Ⅱ(3)，偏振片Ⅱ(4)、偏振分光棱镜(5)、准直扩束系统(6)、测量窗口(7)、待测物体(8)、第一透镜(9)、二维周期光栅(10)、孔阵列(11)、偏振片Ⅲ(12)、偏振片Ⅳ(13)、偏振片Ⅴ(14)、偏振片Ⅵ(15)、第二透镜(16)、光阑(17)、彩色图像传感器(18)和计算机(19)，其中λa>λb；波长为λa的光源Ⅰ(1)发射的光经偏振片Ⅰ(2)和波长为λb的光源Ⅱ(3)发射的光经偏振片Ⅱ(4)调制后经偏振分光棱镜(5)汇合成一束再入射至准直扩束系统(6)，经准直扩束系统(6)准直扩束后的出射光束经过测量窗口(7)和待测物体(8)后入射至第一透镜(9)，经第一透镜(9)汇聚后的出射光束通过二维周期光栅(10)后,形成0级次和x方向与y方向的±1级次五束光，0级次经孔阵列(11)上小孔C滤波形成一束参考光，另外4束光通过大孔A1、A2、B1和B2后射向第二透镜(16)，经第二透镜(16)透射后的衍射光束经光阑(17)整形后入射至彩色图像传感器(18)的光接收面接收，彩色图像传感器(18)的图像信号输出端连接计算机(19)的图像信号输入端；所述的第一透镜(9)和第二透镜(16)的焦距均为f；二维周期光栅(10)x方向周期和y方向周期均为d；二维周期光栅(10)位于第一透镜(9)的后焦f-△f处并且位于第二透镜(16)的前焦f+△f处，其中△f为离焦量，△f大于0并且小于f；孔阵列(11)上含有x方向依次排列的大孔(A1)、大孔(A2)，y方向依次排列的大孔(B1)、大孔(B2)，和处于光轴中心的针孔(C)，孔阵列(11)位于第一透镜(9)和第二透镜(16)的共轭焦平面上，其中大孔(A1)和大孔(B1)中心距光轴中心为2Δfλa/d，大孔(A2)和大孔(B2)中心距光轴中心为2Δfλb/d，针孔(C)的直径≤1.22fλb/D，D为图像传感器的视场宽度；偏振片Ⅲ(12)和偏振片Ⅳ(13)分别贴放在大孔(A1)和大孔(B1)处，偏振片Ⅴ(14)和偏振片Ⅵ(15)分别贴放在大孔(A2)和大孔(B2)处，两组偏振片偏振态正交以避免物光之间发生干涉；第一透镜(9)和第二透镜(16)的焦距都为f；待测物体(8)贴合测量窗口(7)放置于...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟志，刘磊，单明广，刘彬，张雅彬，王红茹，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23