[发明专利]基于二维相位光栅和点衍射的双视场数字全息检测方法

说明书

本发明涉及一种基于二维相位光栅和点衍射的双视场数字全息检测装置与方法。装置包括波长为λ的光源(1)、线偏振片Ⅰ(2)、准直扩束装置(3)、测量窗口(4)、待测物体(5)、第一透镜(6)、二维相位光栅(7)、孔阵列(8)、线偏振片Ⅱ(9)、线偏振片Ⅲ(10)、第二透镜(11)、光阑(12)、图像传感器(13)、计算机(14)。本技术通过二维相位光栅的分光和引入载波的作用实现视场的平移和频域的分离，并且通过偏振片组避免两束物光间的干涉来减小频谱间的串扰。本发明简单易行，调整方便，图像传感器的视场利用率高；全息图载波频率映射关系简单，可通过光栅离焦量简单精确控制，系统载波频率的复杂度低、相位恢复算法效率高。

技术领域

本发明属于数字全息检测领域，特别涉及一种基于二维相位光栅和点衍射的双视场数字全息检测装置与方法。

背景技术

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(如全息干板等)记录数字全息图，并将数字全息图保存于计算机中，通过数值计算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。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中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“Doubling the field of view in off-axis low-coherenceinterferometric imaging”中， Natan T.Shaked提出了基于角反射镜(RETRO-REFLECTOR)的双视场数字全息。利用两块角反射镜，通过在两束物光中引入不同方向的载波的方式实现了频域复用的概念，从而可以从一幅全息图恢复出两幅相位图，而角反射镜的视场翻转作用同时实现双视场功能。但两个角反射镜的引入，不仅提高了系统的成本，也提高了光路准直的难度。

在文献“Double-field-of-view,quasi-common-path interferometer usingFourier domain multiplexing”中Behnam Tayebi将测量区域分为三块，一种两块含有待测物体信息，一块作为参考光，并通过分别反射的方式实现了频谱复用和双视场全息，但是其结构准直难度更高。

可以发现，目前的多视场数字全息检测中技术中，普遍存在准直难度大、CCD视场利用率低等缺点。

发明内容

本发明目的是针对上述现有技术的不足之处，将离焦光栅分光技术和频谱复用技术相结合，提供了一种基于二维相位光栅和点衍射的双视场数字全息检测装置，同时提供一种基于二维相位光栅和点衍射的双视场数字全息检测方法。