[发明专利]用于极高速全息摄影的光束生成器及数字全息摄像装置

权利要求书

1.一种用于极高速全息摄影的光束生成器，其特征在于，包括：

脉冲激光器，用于产生源激光脉冲；

多模光纤耦合器，其接收所述源激光脉冲，并将所述源激光脉冲分解成相互之间具有预定的相对时间延迟和预定的空间方位角度差的多个分束激光脉冲；

其中，所述多模光纤耦合器包括处于同一平面上的多个输出端，其中每一个输出端通过多模光纤连接至所述多模光纤耦合器的光输出部件，所述输出端的数目与所述分束激光脉冲的数目相同、各个输出端之间的光纤长度差基于所述预定的相对时间延迟而确定、各个输出端在所述平面上的位置基于所述预定的空间方位角度差而确定；且所述多模光纤耦合器的输出端的数目为奇数，所述输出端的布置使得任何两个所述输出端之间不构成中心对称。

2.根据权利要求1所述的光束生成器，其特征在于，所述脉冲激光器与所述多模光纤耦合器之间设置有第一透镜，所述脉冲激光器输出的源激光脉冲经所述第一透镜耦合进入所述多模光纤耦合器的输入端；其中，所述第一透镜为球面透镜、非球面透镜、柱面透镜或轴锥透镜。

3.根据权利要求2所述的光束生成器，其特征在于，所述多模光纤耦合器的输入端设置有多根多模光纤头部熔接的锥状光纤分光器件，所述脉冲激光器输出的源激光脉冲经所述第一透镜耦合进入所述锥状光纤分光器件。

4.根据权利要求1所述的光束生成器，其特征在于，所述多模光纤耦合器的多个输出端在所述平面上沿一圆周分布。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的光束生成器，其特征在于，所述各个输出端的光纤端面的取向选择基于所述预定的空间方位角度差而确定。

6.一种多幅数字全息摄影装置，其特征在于，包括如权利要求1至5中任一项所述的光束生成器以及后续光学系统；其中，所述后续光学系统包括第二透镜和感光器件，所述多模光纤耦合器的多个输出端所处的平面与所述第二透镜的前焦面共面，所述感光器件的感光面位于所述第二透镜的后焦面 的后方。

7.根据权利要求6所述的多幅数字全息摄影装置，其特征在于，所述后续光学系统还包括设置在所述第二透镜和所述感光器件之间的第三透镜，所述第三透镜的前焦面与所述第二透镜的后焦面共面，所述感光器件的感光面位于所述第三透镜的后焦面的前方或后方。

8.根据权利要求6或7所述的多幅数字全息摄影装置，其特征在于，所述脉冲激光器为脉宽为10^-11至10^-14秒的超短脉宽激光器，所述感光器件为电荷藕合器件图像传感器。

9.根据权利要求6或7所述的多幅数字全息摄影装置，其特征在于，所述多模光纤耦合器的多个输出端在所述平面上沿一圆周分布，且所述圆周的圆心位于所述后续光学系统的光轴上。

10.根据权利要求9所述的多幅数字全息摄影装置，其特征在于，所述第二透镜的口径D与所述多模光纤耦合器的输出端到所述光轴的距离R、所述多模光纤的数值孔径角θ及第二光学透镜的焦距f₁之间满足以下关系：

D≥2(R+f₁tgθ)。