[发明专利]一种大景深可编程模拟光栅生成方法

摘要

本发明公开了一种大景深可编程模拟光栅生成方法，激光器发出的激光光束，经过准直透镜聚焦和准直之后，得到了满足要求的准直高斯激光光束；激光光束经过一次镜面反射，穿过圆孔光阑入射到MEMS振镜；光束经过MEMS振镜反射到被测物体表面；激光器在驱动板生成的正弦电流信号的控制下，对激光光束的亮度进行正弦调制；MEMS振镜在驱动板生成的驱动信号激励下，做二维的转动，从而带动激光光束进行扫描，产生光栅图。改变激光器驱动信号的周期和相位，以得到不同周期和相位的光栅图。本发明产生的光栅，兼具数字光栅可编程优势以及物理光栅高分辨率的优势。此外，所产生的光栅的景深扩大了10倍以上，测量范围得到了大幅度的提升。

主权项

1.一种大景深可编程模拟光栅生成方法，其特征在于，按照如下步骤：激光器发出的激光光束，经过准直透镜聚焦和准直之后，得到了满足要求的准直高斯激光光束；激光光束穿过光阑入射到MEMS扫描振镜；光束经过MEMS扫描振镜反射到被测物体表面；激光器在驱动板生成的正弦电流信号的控制下，对激光光束的亮度进行正弦调制；MEMS扫描振镜在驱动板生成的驱动信号激励下，做二维的转动，从而带动激光光束进行扫描，产生光栅图；改变激光器驱动信号的周期和相位，以得到不同周期和相位的光栅图；第一步，设置系统光学参数：确定光栅的工作范围，根据光栅的工作距离确定最大工作距离L₂，最小工作距离L₁；景深范围内ΔL的最大光斑半径ω_max；单帧光栅图扫描的行数M；第二步，生成驱动信号：根据第一步确定的系统参数计算MEMS扫描振镜和激光器驱动信号的参数，并生成驱动信号；1)MEMS扫描振镜快轴驱动信号；2)MEMS扫描振镜慢轴驱动信号；3)激光器的驱动信号；第三步，生成光栅：利用第二步中产生的振镜驱动信号，驱动MEMS扫描振镜进行二维扫描；利用第二步中产生的激光器驱动信号驱动激光器产生光强连续调制的激光光束；激光光束以一定的入射角照射到振镜表面，再经过振镜反射到物体表面，形成光强连续调制的模拟光栅光场；通过改变激光器驱动信号频率、相位；得到不同栅距、相位的光栅。