本发明专利技术实施例提供一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，通过滑动或旋转设计好的同/离轴切换装置中的切换零件，在参考光路里插入半波片和洛匈棱镜，通过调整半波片的慢轴与p偏振方向的夹角进行参考光的p偏振和s偏振切换，同时也可通过洛匈透镜对s偏振光的传播方向进行调整，以最终实现同轴数字全息系统和离轴数字全息系统之间的切换，可根据实际测量的需求选择同轴数字全息系统或离轴数字全息系统，整合二者的优势，无需调整系统其他部件，操作简单、快捷。快捷。快捷。
【技术实现步骤摘要】
一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置
[0001]本专利技术实施例涉及数字全息三维测量
，尤其涉及一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置。
技术介绍
[0002]数字全息是一种利用干涉原理测量出光波被物体调制后的光学相位，继而可以得到物体三维信息的光学干涉测量技术。数字全息显微术是一种将数字全息、显微术、干涉测量和光学相位测量技术相结合的新型高精度显微相位测量技术，具有对样品无接触、非破坏、非干预、全场同时成像、测量快捷、使用方便、生物样品无需染色、容易与其他仪器联用等优点。其方法利用干涉原理将微观物体对测量光波相位的调制解调成强度随调制相位低频变化的干涉条纹，再利用相位测量技术从干涉图中二次解调出待测样品相位分布，进而实现微观样品的三维形貌及折射率分布的高精度测量，纵向测量精度可达纳米量级。
[0003]数字全息技术可以分为同轴数字全息术和离轴数字全息术两大类。同轴数字全息术往往与相移测量技术结合进行相位测量，具有背景噪声消除彻底、空间带宽积大及测量精度高等优点，但需要采集多幅相移干涉图，限制了其在动态测量领域的应用；离轴数字全息术通过使物光波与参考光波形成一定夹角，形成空域载频条纹，只需单张干涉图便可恢复样品待测相位，非常适用于动态测量领域，但滤波窗口的选择及背景噪声会影响测量精度，测量精度不如同轴数字全息术。
技术实现思路
[0004]本专利技术实施例提供一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，通过改变入射光的偏振态来控制晶体出射的寻常光和线偏振光的比例、出射位置及出射方向，进而达到改变参考光的平移方向及平移量的目的。
[0005]本专利技术实施例提供一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，包括植入式无干扰数字全息系统和同轴与离轴切换装置；
[0006]所述植入式无干扰数字全息系统用于将激光分束为物光和参考光，并分别将所述物光和所述参考光传输至第一非偏振分束棱镜处，所述第一非偏振分束棱镜一侧设有偏振片和CCD图像传感器；
[0007]所述离轴与同轴切换装置包括半波片、洛匈棱镜和切换装置；
[0008]所述切换装置用于将所述半波片和所述洛匈透镜插入所述参考光的光路中，通过调整所述所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角或拔出/插入所述洛匈透镜，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，得到离轴数字全息系统/同轴数字全息系统。
[0009]作为优选的，并通过调整所述所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，具体包括：
[0010]所述切换装置调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，以使参考光的偏振态
为p偏振，参考光通过洛匈透镜后传播方向不变，物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束并经过偏振片检偏后发生干涉，所述CCD图像传感器采集到没有条纹的干涉图，得到同轴数字全息系统；所述切换装置还用于旋转所述半波片使所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，以使参考光的偏振态为s偏振，参考光通过洛匈透镜后传播方向改变，物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束并经过偏振片检偏后发生干涉，所述CCD图像传感器采集到载频直条纹干涉图，得到离轴数字全息系统。
[0011]作为优选的，调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角为0
°
时，参考光入射至洛匈棱镜时的偏振态为p偏振；调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角为45
°
时，参考光入射至洛匈棱镜时的偏振态为s偏振。
[0012]作为优选的，通过拔出/插入所述洛匈透镜，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，具体包括：
[0013]切换装置用于将所述半波片和所述洛匈透镜插入所述参考光的光路中，所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角为45
°
；所述切换装置将所述洛匈透镜插入/拔出所述参考光的光路中，切换至离轴数字全息系统/同轴数字全息系统。
[0014]作为优选的，所述参考光的光轴沿z轴方向，所述p偏振方向沿y轴方向，s偏振方向沿x轴方向；所述半波片和所述洛匈透镜的表面垂直于z后方向，所述半波片的慢轴位于x轴和y轴所在平面内。
[0015]作为优选的，所述激光的偏振方向为z轴方向；
[0016]所述植入式无干扰数字全息系统包括氦氖激光器、第二非偏振分束棱镜、第一物镜、第一反射镜、第一管透镜、第二反射镜、第二物镜、第二管透镜和偏振片；
[0017]所述氦氖激光器用于发射波长为632.8nm的激光；
[0018]所述第二非偏振分束棱镜用于通过透射和反射将所述激光进行分束，其中，透射的光束作为物光，反射的光束作为参考光；
[0019]所述第一物镜设于所述参考光的光路上，所述第一反射镜设于所述第一物镜的出射光路上，所述第一管透镜设于所述第一反射镜的反射光路上，所述第一管透镜的前焦点与所述第一物镜的后焦点重合，所述第一管透镜的出射光为平行光；
[0020]所述第二反射镜设于所述物光的光路上，所述第二物镜设于所述第二反射镜的反射光路上，所述第二管透镜设于所述第二物镜的出射光路上，所述第二管透镜的前焦点与所述第二物镜的后焦点重合，所述第二管透镜的出射光为平行光；
[0021]所述第一管透镜和所述第二管透镜的出射光汇聚至所述第一非偏振分束棱镜；
[0022]所述偏振片位于所述第一非偏振分束棱镜的出射光路上。
[0023]作为优选的，所述CCD图像传感器为单色黑白CCD图像传感器，所述CCD图像传感器设于所述第二管透镜的等效空气焦距处。
[0024]作为优选的，所述第一反射镜安装于PTZ驱动器上。
[0025]作为优选的，所述偏振片的偏振轴位于x轴和y轴所在平面内，且与z轴夹角为45
°
。
[0026]本专利技术实施例提供的一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，通过滑动或旋转设计好的同/离轴切换装置中的切换零件，在参考光路里插入半波片和洛匈棱镜，通过调整半波片的慢轴与p偏振方向的夹角进行参考光的p偏振和s偏振切换，同时也可通过洛匈透镜对s偏振光的传播方向进行调整，以最终实现同轴数字全息系统和离轴
数字全息系统之间的切换，可根据实际测量的需求选择同轴数字全息系统或离轴数字全息系统，整合二者的优势，无需调整系统其他部件，操作简单、快捷。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为根据本专利技术实施例的圆条纹干涉图；
[0029]图2为根据本专利技术实施例的载频直条纹干涉图；
[0030]图3为根本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，其特征在于，包括植入式无干扰数字全息系统和同轴与离轴切换装置；所述植入式无干扰数字全息系统用于将激光分束为物光和参考光，并分别将所述物光和所述参考光传输至第一非偏振分束棱镜处，所述第一非偏振分束棱镜一侧设有偏振片和CCD图像传感器；所述离轴与同轴切换装置包括半波片、洛匈棱镜和切换装置；所述切换装置用于将所述半波片和所述洛匈透镜插入所述参考光的光路中，通过调整所述所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角或拔出/插入所述洛匈透镜，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，得到离轴数字全息系统/同轴数字全息系统。2.根据权利要求1所述的基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，其特征在于，并通过调整所述所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，具体包括：所述切换装置调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，以使参考光的偏振态为p偏振，参考光通过洛匈透镜后传播方向不变，物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束并经过偏振片检偏后发生干涉，所述CCD图像传感器采集到没有条纹的干涉图，得到同轴数字全息系统；所述切换装置还用于旋转所述半波片使所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角，以使参考光的偏振态为s偏振，参考光通过洛匈透镜后传播方向改变，物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束并经过偏振片检偏后发生干涉，所述CCD图像传感器采集到载频直条纹干涉图，得到离轴数字全息系统。3.根据权利要求2所述的基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，其特征在于，调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角为0
°
时，参考光入射至洛匈棱镜时的偏振态为p偏振；调整所述半波片的慢轴与p偏振方向的夹角为45
°
时，参考光入射至洛匈棱镜时的偏振态为s偏振。4.根据权利要求1所述的基于洛匈棱镜的植入式同轴与离轴数字全息切换装置，其特征在于，通过拔出/插入所述洛匈透镜，使物光和参考光在第一非偏振分束棱镜处合束前，所述参考光传播方向发生/不发生偏转，具体包括：切换装置用于将所述半波片和所述洛匈透镜插入所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕晓旭，韩贤信，周成鑫，卜晓雅，刘胜德，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：
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