[发明专利]一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置，其包括激光器，激光器的输出光路上从左到右依次设置有第一偏振片和偏振分光镜；偏振分光镜的透射光路上设置有第一反射镜，偏振分光镜的反射光路上设置有第二反射镜；第二反射镜的反射光路上从左到右依次设置有扩束系统、待测样品和缩束系统；缩束系统的出射光路和第一反射镜的反射光路的交汇处设置有分光镜，分光镜的透射光路上从左到右依次设置有四分之一波片、第二偏振片，聚焦透镜、CCD探测器。提供了一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置及方法，其用于测量透明/半透明介质或流场的折射率分布，且相位检测精度高于传统的光学相干层析光路。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置及方法。

背景技术

光学相干层析成像是光学计算机层析技术(Optical Computed Tomography,OCT)的一种，是1991年由Fujimoto研究小组提出并逐步发展而成的一种三维层析成像技术。它基于干涉原理可获得深度方向的层析能力，通过多投影角度成像可以重构出被测样品内部结构的折射率分布，进而得到二维或三维图像。光学相干层析成像技术具有无损伤、非介入、高分辨率的特性，在医学生物检测、流场检测和透明介质检测等方面具有广泛的应用前景。

光学相干层析成像技术的基本原理是采用迈克尔逊干涉光路、马赫-曾德干涉光路等干涉光路，使测量光路从某个角度方向通过被测透明/半透明介质或流场，与相位可调制的参考光路发生干涉，通过还原算法得到被测透明/半透明介质或流场在该入射方向的相位信息，然后旋转光路或被测透明/半透明介质或流场，获得多个入射方向上的相位信息数据，最后根据基于Radon逆变换原理的算法还原出被测透明/半透明介质或流场的二维或三维折射率分布。

为获得被测透明/半透明介质或流场的相位信息，需要对参考光路的相位进行改变以得到多个干涉图样，通常做法有两种，一是角度调制，例如在参考光路中加入光学补偿板，通过旋转光学补偿板使参考光路的光程发生变化，从而调制出不同的参考光路的相位；二是位移调制，例如在参考光路中加入分光镜和反射镜，通过反射镜的线性往复移动来改变光程，从而得到不同的参考光相位。但前者收到补偿板厚度的影响，其相位调制范围不能很大，后者使光路结构更加复杂，调节难度也增大了。

为实现较好的测量效果，本发明提出一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置及方法。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置及方法，其用于测量透明/半透明介质或流场的折射率分布，且相位检测精度高于传统的光学相干层析光路。

为解决上述技术问题，本发明是按如下方式实现的：一种新型激光偏振相移干涉层析测量装置，其包括激光器，激光器的输出光路上从左到右依次设置有第一偏振片和偏振分光镜；偏振分光镜的透射光路上设置有第一反射镜，偏振分光镜的反射光路上设置有第二反射镜；第二反射镜的反射光路上从左到右依次设置有扩束系统、待测样品和缩束系统；缩束系统的出射光路和第一反射镜的反射光路的交汇处设置有分光镜，分光镜的透射光路上从左到右依次设置有四分之一波片、第二偏振片，聚焦透镜、CCD探测器。

进一步的，所述扩束系统由依次设置在第二反射镜的反射光路上的第一光学透镜和第二光学透镜组成。

进一步的，所述缩束系统由依次设置在待测样品的透射光路上的第三光学透镜和第四光学透镜组成。

进一步的，所述扩束系统的扩束倍数和缩束系统的缩束倍数相等。

进一步的，第一偏振片的光轴方向与纸面方向夹角为45°。

进一步的，四分之一波片的光轴方向与纸面方向夹角为45°。

进一步的，第二偏振片的光轴位置可旋转调整。

进一步的，待测样品可旋转调整。