[发明专利]一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像方法，其特征在于包括以下步骤：采取Gerchberg-Saxton(GS)算法，生成多幅编码相位掩膜(Coded Phase Mask,CPM)，并将其显示在相位型空间光调制器(Phase Spatial Light Modulator,PSLM)上；N为所述CPM的总数量，M为子光路的总数量，第n个CPM表示为CPM_n；当所述PSLM显示CPM_n的相位时，记录子光路m的第n个PSF，表示为PSF_n,m；

所述子光路m的点扩散全息图(Point Spread Hologram,PSH)可写为：

所述子光路m的全息图表示为H_obj,m；记录所述全息图过程中，各个子光路分别产生的全息图以强度叠加的方式，曝光在图像传感器上，表示为：

按照下式可重建所述子光路m的图像R_m：

其中，n_o为噪声项，可以忽略；表示互相关运算；则表示所述子光路m的重建图像；可根据不同偏振测量需求，设计所述子光路m的偏振态，以及所述子光路的总数量M，以便于获取不同偏振态下的图像；

所述子光路总数量M＝3，且所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的偏振角度分别是0°、45°、90°；以H(x,y)、V(x,y)、T(x,y)分别表示所述子光路1、所述子光路2、所述光路3的重建结果；以所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的重建图像恢复的斯托克斯偏振参数可表示为：

2.一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像装置，其特征在于包括：LED、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第一偏振片、第二偏振片、第三偏振片、QWP、第一NPBS、第二NPBS、PBS、第一BS、第二BS、第一隔离板、第二隔离板、第三隔离板、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、PSLM、第一HWP、第二HWP、第三HWP、图像传感器、第一柱透镜、第二柱透镜、第三柱透镜、半反半透镜、目标物；所述偏振成像装置包含四个子光路，分别是所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3和所述子光路4；其中，所述LED提供单色照明，所述PSLM采取基于向列相液晶的PSLM，其仅能调制单一角度的线偏振光，所述单一角度的线偏振光的角度为PSLM的调制偏振角；

所述子光路1包括：所述PBS、所述第一隔离板、所述第四反射镜、所述第二HWP、所述第一柱透镜、所述第一BS；其中，由所述PBS至所述子光路1的透射光偏振角度为0°，并经由所述第二HWP旋转偏振态至45°；

所述子光路2包括：所述PBS、所述第二隔离板、所述第三反射镜、所述第一HWP、所述第二柱透镜、所述第一BS；其中，由所述PBS至所述子光路2的反射光偏振角度为90°，并经由所述第一HWP旋转偏振态至45°；

所述子光路3包括：所述第一NPBS、所述第三隔离板、所述第一反射镜、所述第三柱透镜、所述半反半透镜、所述第二偏振片、所述第二NPBS，其中所述第二偏振片的偏振角度为45°；所述子光路4包括：所述第二NPBS、所述第三HWP、所述第三偏振片、所述第四透镜、所述第二BS、所述PSLM、所述图像传感器；

所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的光入射至所述子光路4后，均为45°的线偏振光；所述子光路4中，所述第三HWP将入射至所述子光路4的光旋转至所述PSLM的调制偏振角；

所述第三透镜与所述第四透镜构成4f系统，所述PSLM位于所述4f系统的后焦平面，所述第一柱透镜、所述第二柱透镜、所述第三柱透镜位于所述4f系统的前焦平面；故而所述第一柱透镜、所述第二柱透镜、所述第三柱透镜、所述第四透镜被成像在所述图像传感器上。