一种高通量单像素全息成像方法及其系统技术方案

本发明专利技术提供一种高通量单像素全息成像方法，包括：激光源发射激光经过偏光分束器后分为信号光及参考光；信号光经第一调制器调制至第一频率后映射在DMD上直接调制二元强度图案，再通过光学透镜系统直接共轭面映射到样品后进入分束镜；参考光经第二调制器调制至第二频率后由反射镜引导至分束镜；信号光与参考光在分束镜上进行合束干涉，并在干涉中拍频出高速震荡相干信号；合束干涉后的光聚焦到单像素探测器上，并经过数据采集及信号处理单元处理得到完整图像。本发明专利技术中通过对信号光及参考光分别进行调制，使其在分束器中干涉且同时产生随时间变化的高速震荡相干信号，即拍频信号，以替代缓慢繁琐的逐步相移测量，提高成像速度。

【技术实现步骤摘要】
一种高通量单像素全息成像方法及其系统
本专利技术属于全息成像
，更具体地，涉及一种高通量单像素全息成像方法及其系统。
技术介绍
由于使用普通的像素排列二维感光器件如CCD、CMOS相机进行成像，由于它们不能够做到全波段覆盖的探测，在某些波段，这种像素排列二维感光器件性能指标往往不高，或者价格颇为昂贵。而单像素探测器如硅探测器，锗探测器则可以对大范围波段进行覆盖，并且有着带宽高，响应速度快，暗电流噪声低的优点，在采集响应速度方面有着无可比拟的优势，并且感光接收端的成本要相对便宜得多。在1884年，Nipkow团队首次成功进行相类似的单像素测量重构图像。随后单像素成像对于散射介质后的样品恢复，压缩传感重构应用，以及狭窄光探测条件下的样品重构，都相应成功实现，而这些系统都是传统CCD、CMOS相机的探测成像所无法做到的。但由此付出的代价，则是需要在照明测量的光路上加载一系列的掩膜调制来进行解调恢复所要测量的物体。因此，决定目标图像重构的质量好坏，如分辨率以及速度等指标，将会主要取决于结构光照明的调制效率以及重建目标光场的效率上。但是对于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：激光源发射激光经过偏光分束器后分为信号光及参考光；/nS2：信号光经第一调制器调制至第一频率后映射在DMD上直接调制二元强度图案，再通过光学透镜系统直接共轭面映射到样品后进入分束镜；参考光经第二调制器调制至第二频率后由反射镜引导至分束镜；/nS3：信号光与参考光在分束镜上进行合束干涉，并在干涉中拍频出高速震荡相干信号；/nS4：合束干涉后的光聚焦到单像素探测器上，并经过数据采集及信号处理单元处理得到完整图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：激光源发射激光经过偏光分束器后分为信号光及参考光；
S2：信号光经第一调制器调制至第一频率后映射在DMD上直接调制二元强度图案，再通过光学透镜系统直接共轭面映射到样品后进入分束镜；参考光经第二调制器调制至第二频率后由反射镜引导至分束镜；
S3：信号光与参考光在分束镜上进行合束干涉，并在干涉中拍频出高速震荡相干信号；
S4：合束干涉后的光聚焦到单像素探测器上，并经过数据采集及信号处理单元处理得到完整图像。


2.根据权利要求1所述的一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，步骤S1中所述激光在进入偏光分束器之前，还经过半波片调节线偏方向以调节参考光与信号光的光强比例。


3.根据权利要求1所述的一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，所述参考光与信号光的光强比例为1:1。


4.根据权利要求2所述的一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，步骤S2中信号光映射在所述DMD上时，调整DMD的角度使得映射产生反射式衍射的单缝衍射主极大与多缝干涉极大值重合。


5.根据权利要求1所述的一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，所述步骤S2中参考光或信号光频率调制之前，还对参考光或信号光的线偏方向进行偏转。


6.根据权利要求1所述的一种高通量单像素全息成像方法，其特征在于，所述参考光由全反射镜反射后，经过四分之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈乐成，伍代轩，罗嘉伟，李朝晖，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44