一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统，其沿光学路径依次包括激光器、毛玻璃、光阑、分束器、光程补偿器、待成像物以及CCD相机，所述CCD相机的采集区域被划分为面探测区域与桶探测区域；所述面探测区域与所述桶探测区域通过关联计算单元关联连接。本实用新型专利技术仅设置一台CCD相机获取物光与参考光的光强信息，配合设置光程补偿器保障两路光束的光程一致，保障关联后光强信息的精确性，系统结构简单，搭建成本低。搭建成本低。搭建成本低。

An intensity correlation imaging optical system based on single CCD detection

【技术实现步骤摘要】
一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统


[0001]本技术属于光学成像
，具体的说涉及一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统。

技术介绍

[0002]传统光学成像是通过测量光强获得信息，而关联成像是基于光强的联合测量获得信息。现有技术中专利号为CN201310309077.2公开了一种补偿式热光无透镜关联成像系统及成像方法，其公开了激光光源发出的光束通过分束器分为物光和参考光，物光穿过待测物体后被第一探测器接收，参考光穿过玻璃棒后被第二探测器接收，然后将第一探测器与第二探测器采用二阶关联测量装置关联起来获得待测物体的关联像。该成像系统结构复杂，参考光与物光分别通过两个探测器探测光强信号，其光强信号接收存在时间差，后续进行二阶关联的时候计算步骤多，计算较为复杂；且该成像系统搭建成本高。
[0003]因此，有必要提供一种新的基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统来解决上述技术问题。

技术实现思路

[0004]本技术的主要目的在于提供一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统，仅设置一台CCD相机获取物光与参考光的光强信息，配合设置光程补偿器保障两路光束的光程一致，保障关联后光强信息的精确性，系统结构简单，搭建成本低。
[0005]本技术通过如下技术方案实现上述目的：一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统，其沿光学路径依次包括激光器、毛玻璃、光阑、分束器、光程补偿器、待成像物以及CCD相机，所述CCD相机的采集区域被划分为面探测区域与桶探测区域；所述面探测区域与所述桶探测区域通过关联计算单元关联连接。
[0006]进一步的，所述激光器射出的光束依次经过所述毛玻璃与所述光阑到达所述分束器，通过所述分束器分为平行且具有设定高度差的物光光束与参考光光束，所述物光光束经过所述光程补偿器进行光程补偿，然后穿过所述待成像物到达所述CCD相机上的所述面探测区域，所述参考光光束直接到达所述CCD相机上的所述桶探测区域。
[0007]进一步的，还包括驱动所述毛玻璃进行旋转的旋转电机。
[0008]进一步的，所述分束器包括具有相同倾斜角度且上下平行分布的分光镜与反射镜，所述分光镜承接经过所述毛玻璃输出的光束，然后分为两束，一束形成所述物光光束进入到所述光程补偿器中，另一束形成所述参考光光束射到所述反射镜上，再由所述反射镜反射出与所述物光光束平行的输出光射入到所述CCD相机中。
[0009]与现有技术相比，本技术一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统的有益效果在于：通过设计分束器将激光光束分成具有设定高度差且上下平行的两束光，一束光作为物光经过光程补偿器照射到待成像物体上，另一束光则作为参考光，两束光同时到达同一个CCD相机上的两个不同区域，然后利用关联计算单元将这两个的光强信号关联
成像；由于参考光与物光同时到达探测区域，为后续的关联计算提供了便捷，简化了关联计算步骤，降低了关联计算的复杂程度，节约了光学系统搭建成本，通过模块化设计，便于学生搭建实验，理解赝热光的关联成像实验原理。
【附图说明】
[0010]图1为本技术实施例的结构示意图；
[0011]图中数字表示：
[0012]100
‑
基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统；
[0013]1‑
激光器；2
‑
毛玻璃；3
‑
光阑；4
‑
分束器；41
‑
分光镜，42
‑
反射镜；5
‑
光程补偿器；6
‑
待成像物；7
‑
CCD相机；8
‑
物光光束；9
‑
参考光光束；10
‑
面探测区域；11
‑
桶探测区域；12
‑
关联计算单元；13
‑
旋转电机。
【具体实施方式】
[0014]实施例：
[0015]请参照图1，本实施例为一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统100，其包括沿光学路径依次设置的激光器1、毛玻璃2、光阑3、分束器4、光程补偿器5、待成像物6以及CCD相机7，激光器1射出的光束依次经过毛玻璃2与光阑3到达分束器4，通过分束器4分为平行且具有设定高度差的物光光束8与参考光光束9，物光光束8经过光程补偿器5进行光程补偿，然后穿过待成像物6到达CCD相机7上的面探测区域10，参考光光束9直接到达CCD相机7上的桶探测区域11，面探测区域10与桶探测区域11通过关联计算单元12关联连接。
[0016]本实施例中，还包括驱动毛玻璃2进行旋转的旋转电机13。本实施例通过激光器1发出激光光束，然后到达旋转的毛玻璃2上，产生赝热光源，利用毛玻璃调制的赝热光进行关联成像。激光透过匀速旋转的毛玻璃2所成的散射光，其强度在空间上随机分布，满足热光的统计性质，可以作为一种类热光源，利用这种类热光源，当满足热光关联成像公式时，便可得到热光关联成像。
[0017]分束器4包括具有相同倾斜角度且上下平行分布的分光镜41与反射镜42，分光镜41承接经过毛玻璃2输出的光束，然后分为两束，一束形成物光光束8进入到光程补偿器5中，另一束形成参考光光束9射到反射镜42上，再由反射镜42反射出与物光光束8平行的输出光射入到CCD相机7中。
[0018]光阑3的开口直径可根据需求进行灵活的调节，以改变散射光斑大小。
[0019]光程补偿器5用于对物光光束8进行光程补偿，以保障物光光束8与参考光光束9的光程一致或在允许的误差范围内。
[0020]激光光束被毛玻璃2散射后会产生随机的散斑图样，这些散斑被分束器4分为物光光束8与参考光光束9两束。一路参考光光束9自由传播到达CCD相机7的面探测区域10上；另一路物光光束8，通过光程补偿器5后，照射在待成像物6上，透过待成像物6的总光强照射到CCD相机7的桶探测区域11上。
[0021]成像时，随着毛玻璃2的转动，散斑图样发生变化，CCD相机7上的面探测区域10与桶探测区域11同时进行N组采样；这样一次采样时间内的散斑图样可以认为是不变的；由于两束光入射到同一个CCD相机7的不同区域，并且相互不重叠，无串扰，因此，两个区域测量
得到的散斑是完全独立的。
[0022]本实施例一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统100，通过设计分束器将激光光束分成具有设定高度差且上下平行的两束光，一束光作为物光经过光程补偿器照射到待成像物体上，另一束光则作为参考光，两束光同时到达同一个CCD相机上的两个不同区域，然后利用关联计算单元12将这两个的光强信号关联成像；由于参考光与物光同时到达探测区域，为后续的关联计算提供了便捷，简化了关联计算步骤，降低了关联计算的复杂程度，节约了光学系统搭建成本，通过模块化设计，便于学生搭建实验，理解赝热光的关联成像实验原理。
[0023]以上所述仅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单个CCD检测的强度关联成像光学系统，其特征在于：其沿光学路径依次包括激光器、毛玻璃、光阑、分束器、光程补偿器、待成像物以及CCD相机，所述CCD相机的采集区域被划分为面探测区域与桶探测区域；所述面探测区域与所述桶探测区域通过关联计算单元关联连接；所述激光器射出的光束依次经过所述毛玻璃与所述光阑到达所述分束器，通过所述分束器分为平行且具有设定高度差的物光光束与参考光光束，所述物光光束经过所述光程补偿器进行光程补偿，然后穿过所述待成像物到达所述CCD相机上的所述面探测区域，所述参考光光束直接到达...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凡，张俊飞，陈小林，汪燕，
申请(专利权)人：复拓科学仪器苏州有限公司，
类型：新型
国别省市：