[发明专利]基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统

权利要求书

1.一种基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，包括光源系统、第一分束器、第二分束器、采样系统、相位调制系统和探测系统；

所述光源系统发出的平行光束入射至所述第一分束器被分为反射光束和透射光束；

其中，反射光束经过所述第二分束器的透射后入射至采样系统；透射光束入射至相位调制系统；

所述采样系统包括：扫描反射镜、物镜和油液磨粒检测区；

所述采样系统用于对所述油液磨粒检测区上的滑油样品的三维信息进行采集，所述油液磨粒检测区用于承载从航空发动机中提取的滑油样品；

所述扫描反射镜设置为矩形并以其反射面的对称轴为旋转中心进行转动，所述扫描反射镜中心与所述物镜的像方焦点重合；

所述相位调制系统包括：平面反射镜和相移微镜；

其中，

所述反射光束入射至所述采样系统后，经过所述扫描反射镜的反射和所述物镜的折射后汇聚到所述油液磨粒检测区，所述反射光束对所述油液磨粒检测区中流动的滑油磨粒进行照明，并与所述滑油样品中的磨粒相互作用后产生带有所述滑油样品信息的样品光束原路返回至所述第二分束器；

所述透射光束入射至所述相位调制系统后，经过所述平面反射镜的和所述相移微镜的反射后作为参考光束入射至所述第二分束器；

所述参考光束和样品光束在所述第二分束器的出射位置处发生干涉，形成干涉光束后入射至探测系统得到干涉光束的干涉光谱信息；

从所述干涉光谱信息中提取出干涉光强表达式中的互相关项的振幅和相位信息构建干涉光束信号的复函数，然后对所述复函数进行傅里叶变换，最终得到清晰的滑油磨粒三维重建图像。

2.根据权利要求1所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述第一分束器和第二分束器与光轴成45°放置，分光比为1：1。

3.根据权利要求2所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述光源系统包括：宽带光源、光源准直镜；所述宽带光源为近红外点光源，所述宽带光源发出的宽谱段低相干光束经过所述光源准直镜的准直后变为平行光束。

4.根据权利要求3所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述平面反射镜沿光轴倾斜放置，倾斜角度为45°。

5.根据权利要求4所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述相移微镜采用MOEMS工艺进行制作，由阶梯组成，所述阶梯表面镀有反射膜，每个阶梯对应一个相位调制通道，每个相位调制通道的光束在所述相移微镜的调制作用下经过不同的光程。

6.根据权利要求5所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述扫描反射镜为矩形并以其对称轴为旋转中心进行转动，所述矩形中心与所述物镜的像方焦点重合，用于实现所述油液磨粒检测区不同位置的扫描成像；

所述扫描反射镜的扫描方向垂直于所述滑油样品的流动方向。

7.根据权利要求6所述的基于相移微镜的滑油磨粒三维成像系统，其特征在于，所述探测系统包括：色散光栅、成像镜和面阵探测器；

所述成像镜为柱面镜；

所述干涉光束入射至所述色散光栅后产生色散，再经所述成像镜的折射后会聚到所述面阵探测器得到不同通道、不同光谱波段的干涉光谱信息。