一种衍射光学元件的测试设备、方法、装置及存储介质制造方法及图纸

本公开实施例提供了衍射光学元件的测试设备、方法、装置及存储介质，涉及光学测试技术领域。该衍射光学元件的测试方法，包括：在第一位置时，衍射光学元件射出的衍射光束射入透射屏，并在透射屏上形成衍射光束图案；图像采集设备采集衍射光束图案，获得第一测试信息；在第二位置时，衍射光学元件射出的衍射光束和光源射出的激光分别射入光功率计；光功率计获得第二测试信息和第三测试信息；根据第一测试信息、第二测试信息和第三测试信息，确定衍射光学元件的衍射测试结果。通过该方法，可以测试出衍射光学元件相关的各种光学参数，进而计算得到待测衍射光学元件的各个光学性能参数，实现对衍射光学元件的测试评估。现对衍射光学元件的测试评估。现对衍射光学元件的测试评估。

【技术实现步骤摘要】
一种衍射光学元件的测试设备、方法、装置及存储介质


[0001]本公开涉及光学测试
，尤其涉及一种衍射光学元件的测试设备、方法、装置及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]衍射光学元件(Diffractive Optical Element，简称DOE)，是一种基于光的衍射原理，并通过微电子加工技术在光学材料表面刻蚀产生两个或多个台阶深度的深雕结构。通过光学衍射制备而成的衍射光学元件能够在保持较高衍射效率的同时对光强分布进行精确控制，因此衍射光学元件成为实现离轴照明的理想元件。衍射光学元件，已被广泛应用于3D深度相机的激光投射模组中。衍射光学元件的性能直接影响投影图案质量，进一步影响深度相机的深度成像效果。因此，找到一种准确的测试衍射光学元件光学性能的方法显得尤为重要。

技术实现思路

[0003]本公开实施例的目的在于提供了一种衍射光学元件的测试设备、方法、装置及计算机可读存储介质，以至少一定程度上解决相关技术中的技术问题。
[0004]本公开实施例提供了一种衍射光学元件的测试设备，包括：
[0005]光源，用于发射激光；
[0006]衍射光学元件，与所述光源相对设置，用于将所述光源发射的激光进行衍射；
[0007]透射屏，与所述衍射光学元件相对设置，用于接收所述衍射光学元件射出的衍射光束，并在所述透射屏上形成衍射光束图案；
[0008]图像采集设备，与所述透射屏相对设置，用于采集所述透射屏上的衍射光束图案；
[0009]光功率计，与所述衍射光学元件相对设置，用于测量由所述光源或衍射光学元件射入光束的光功率；
[0010]所述光源和衍射光学元件固定在导轨上，并沿所述导轨滑动至第一位置和第二位置；在所述光源和衍射光学元件滑动至第一位置时，所述衍射光学元件与所述透射屏相对，使所述衍射光学元件射出的衍射光束射入所述透射屏；在所述光源和衍射光学元件滑动至第二位置时，所述衍射光学元件与所述光功率计相对，使所述衍射光学元件射出的衍射光束射入所述光功率计。
[0011]根据本公开实施例的另一方面，提供了一种衍射光学元件的测试方法，包括：
[0012]在光源和衍射光学元件位于第一位置时，所述衍射光学元件射出的衍射光束射入透射屏，并在所述透射屏上形成衍射光束图案；图像采集设备采集所述衍射光束图案，获得第一测试信息；
[0013]在所述光源和衍射光学元件位于第二位置时，所述衍射光学元件射出的衍射光束射入光功率计；所述光功率计获得第二测试信息；
[0014]在所述光源和衍射光学元件位于第二位置时，移除所述衍射光学元件，使所述光
源射出的激光射入所述光功率计；所述光功率计获得第三测试信息；
[0015]根据所述第一测试信息、第二测试信息和第三测试信息，确定所述衍射光学元件的衍射测试结果。
[0016]在本公开的一些示例性实施例中，所述还包括：
[0017]所述衍射光束图案，包括若干衍射光斑；所述第一测试信息，包括：各个所述衍射光斑的光斑位置信息P
mn
和光斑亮度B
mn
；
[0018]所述第二测试信息，包括：中心光束光功率P
C
；所述中心光束光功率P
C
为所述衍射光学元件射出衍射光束中，中心光束的光功率；
[0019]所述第三测试信息，包括：激光光功率P
i
；所述激光光功率P
i
为所述光源射出激光的光功率。
[0020]在本公开的一些示例性实施例中，所述还包括：
[0021]确定各个所述衍射光斑的峰值位置P
mn_max
和峰值亮度B
mn_max
；
[0022]根据所述衍射光斑的峰值亮度B
mn_max
和预设的选定比例阈值δ，确定所述衍射光斑的待选定区域；所述待选定区域内的光斑亮度大于δ*B
mn_max
；
[0023]以所述待选定区域的长轴作为直径D，求取所述待选定区域的质心O
mn
；以所述质心O
mn
为圆心，以所述直径D确定的圆形区域为所述衍射光斑的选定区域；
[0024]基于所述衍射光斑的选定区域进行光斑亮度积分计算，得到所述衍射光斑的光斑亮度B
mn
；所述质心O
mn
为所述衍射光斑的光斑位置信息P
mn
。
[0025]在本公开的一些示例性实施例中，所述以所述待选定区域的长轴作为直径D，求取所述待选定区域的质心O
mn
；以所述质心O
mn
为圆心，以所述直径D确定的圆形区域为所述衍射光斑的选定区域，包括：
[0026]以第一待选定区域的长轴作为第一直径D1，求取所述第一待选定区域的第一质心O
mnl
；
[0027]以所述第一质心O
mn1
为圆心，以所述第一直径D1确定的圆形区域为第二待选定区域；
[0028]以所述第二待选定区域的长轴作为第二直径D2，求取所述第二待选定区域的第二质心O
mn2
；
[0029]重复上述过程，直至所述第二质心O
mn2
与第一质心O
mn1
的间距小于预设的间距阈值，以所述第二质心O
mn2
为圆心，以所述第二直径D2确定的圆形区域为所述衍射光斑的选定区域。
[0030]在本公开的一些示例性实施例中，所述衍射测试结果，包括：零级光强R0；所述零级光强R0，根据以下公式计算得到：
[0031][0032]其中，B
00
为中心衍射光斑的光斑亮度，B
mn
为各个所述衍射光斑的光斑亮度。
[0033]在本公开的一些示例性实施例中，所述衍射测试结果，包括：光斑均匀性U；所述光斑均匀性U，根据以下公式计算得到：
[0034][0035]其中，B
max
为各个所述衍射光斑中的最大光斑亮度，B
min
为各个所述衍射光斑中的最小光斑亮度。
[0036]在本公开的一些示例性实施例中，所述衍射测试结果，包括：衍射效率DE；所述衍射效率DE，根据以下公式计算得到：
[0037][0038]其中，B
00
为中心衍射光斑的光斑亮度，B
mn
为各个所述衍射光斑的光斑亮度，P
C
为所述中心光束光功率，P
i
为所述激光光功率。
[0039]根据本公开实施例的另一方面，提供了一种衍射光学元件的测试装置，包括：
[0040]第一测试信息模块，用于在光源和衍射光学元件位于第一位置时，采集所述衍射光学元件射出的衍射光束射入透射屏形成的衍射光束图案，获得第一测试信息；
[0041]第二测试信息模块，用于在所述光源和衍射光学元件位于第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种衍射光学元件的测试设备，其特征在于，包括：光源，用于发射激光；衍射光学元件，与所述光源相对设置，用于将所述光源发射的激光进行衍射；透射屏，与所述衍射光学元件相对设置，用于接收所述衍射光学元件射出的衍射光束，并在所述透射屏上形成衍射光束图案；图像采集设备，与所述透射屏相对设置，用于采集所述透射屏上的衍射光束图案；光功率计，与所述衍射光学元件相对设置，用于测量由所述光源或衍射光学元件射入光束的光功率；所述光源和衍射光学元件固定在导轨上，并沿所述导轨滑动至第一位置和第二位置；在所述光源和衍射光学元件滑动至第一位置时，所述衍射光学元件与所述透射屏相对，使所述衍射光学元件射出的衍射光束射入所述透射屏；在所述光源和衍射光学元件滑动至第二位置时，所述衍射光学元件与所述光功率计相对，使所述衍射光学元件射出的衍射光束射入所述光功率计。2.一种衍射光学元件的测试方法，其特征在于，基于权利要求1所述的衍射光学元件的测试设备执行，所述测试方法包括：在光源和衍射光学元件位于第一位置时，所述衍射光学元件射出的衍射光束射入透射屏，并在所述透射屏上形成衍射光束图案；图像采集设备采集所述衍射光束图案，获得第一测试信息；在所述光源和衍射光学元件位于第二位置时，所述衍射光学元件射出的衍射光束射入光功率计；所述光功率计获得第二测试信息；在所述光源和衍射光学元件位于第二位置时，移除所述衍射光学元件，使所述光源射出的激光射入所述光功率计；所述光功率计获得第三测试信息；根据所述第一测试信息、第二测试信息和第三测试信息，确定所述衍射光学元件的衍射测试结果。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括：所述衍射光束图案，包括若干衍射光斑；所述第一测试信息，包括：各个所述衍射光斑的光斑位置信息P
mn
和光斑亮度B
mn
；所述第二测试信息，包括：中心光束光功率P
C
；所述中心光束光功率P
C
为所述衍射光学元件射出衍射光束中，中心光束的光功率；所述第三测试信息，包括：激光光功率P
i
；所述激光光功率P
i
为所述光源射出激光的光功率。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述图像采集设备采集所述衍射光束图案，获得第一测试信息，包括：确定各个所述衍射光斑的峰值位置P
mn_max
和峰值亮度B
mn_max
；根据所述衍射光斑的峰值亮度B
mn_max
和预设的选定比例阈值δ，确定所述衍射光斑的待选定区域；所述待选定区域内的光斑亮度大于δ*B
mn_max
；以所述待选定区域的长轴作为直径D，求取所述待选定区域的质心O
mn
；以所述质心O
mn
为圆心，以所述直径D确定的圆形区域为所述衍射光斑的选定区域；基于所述衍射光斑的选定区域进行光斑亮度积分计算，得到所述衍射光斑的光斑亮度
B
mn
；所述质心O
mn
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈展耀，钟伟新，胡达亿，钱哲弘，
申请(专利权)人：银牛微电子无锡有限责任公司，
类型：发明
国别省市：