[实用新型]大视场数字全息图记录装置

说明书

技术领域

本实用新型属于数字全息术应用于面形检测设备，具体是一种大视场数字全息图记录装置。 

技术背景

数字全息最大的特点是可以对三维或相位物体的结构信息进行定量分析，但是由于记录器件有限的像素数，使得全息图的高频信息不能被有效的记录，因而重构像的分辨率被限制。对面形检测而言，分辨率与视角相对应，或者说全息图视角问题的本质就是分辨率问题。另外，因为高频全息图欠采样或者无效采样，将降低全息图的信噪比。增大再现视角和信噪比的一个有效方法是综合孔径技术。若要对物体面形或相位信息进行定量分析，必须采用复振幅叠加方法，这种方法要求各个再现光场有相对固定的相位关系，对记录系统的稳定性和光电成像装置的位移精度有着非常高的要求，如有误差，将增加数字修正的难度。 

实用新型内容

本实用新型的另一目的在于提供一种采用空间频谱拼接、拼接修正容易的大视埸数字全息图的记录装置。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：原理是利用4F相干图像处理系统记录数字全息图，在空间频谱面设置可移动的滤波孔，随着孔径的移动，记录不同谱段的子全息图。再现时，首先对子全息图进行数字逆傅里叶变换，重构对应的频谱段，并对频谱段进行拼接形成完整的物光频谱，最后对整个频谱再次进行傅里叶变换，从而实现像的重构，具体构成包括：光路系统、数据采集器和计算机三大部分，光路系统由激光器LD、反射镜M2、分束镜BS1、分束镜BS2、凸透镜L1、矩形孔滤波器SF、凸透镜L2、分束镜BS3、 二维移动平台P所构成，分束镜BS2、凸透镜L1、矩形孔滤波器SF、凸透镜L2、分束镜BS3、光电转换器CCD依次排列设置，矩形孔滤波器SF、凸透镜L2、分束镜BS3是连接在二维移动平台P上的；二维移动平台P是由台板P1、连接在台板P1上的垂直方向升降机构、连接在升降机构上的台板P2和连接在台板P2上水平方向移动机构组成的；而水平方向移动机构和垂直方向移动机构是由支架及外壳、丝杆螺母、丝杆、铰支座、电机所组成的，铰支座连接在支架及外壳上，电机连接丝杆，丝杆与丝杆螺母配合，台板P1连接在水平方向移动机构的丝杆螺母上，台板P2连接在垂直方向移动机构的丝杆螺母上，垂直方向移动机构连接在台板P1上。 

激光器LD发出激光束投向分束镜BS1产生两束激光束，其中激光束1经分束镜BS2反射照射到待测物体上，其反射光再经分束镜BS2后被透镜L1傅立叶变换到空间频率域，部分空间频谱穿过矩形孔滤波器SF，再经过透镜L2到达分束镜BS3，而激光束2经过反射镜M2投向分束镜BS3，两束光在光电转换器CCD1表面干涉形成全息图，并被光电转换器接收，经模数转换得到数字全息图。 

本实用新型的大视场数字全息图记录装置，其在空间频谱面设置了可精确控制移动的滤波孔，能均匀地记录下不同谱段的子全息图，通过把子全息图进行数字逆傅里叶变换，重构成对应的频谱段，并对频谱段进行拼接形成完整的物光频谱，然后对整个频谱再次进行傅里叶变换，从而获得像的重构，此装置解决了数字再现物体视角受到记录器件分辨率限制的问题，实现了在数字全息中扩大测量面积的效果。并须结构检测精度高，系统体积小，自动化程度高。 

附图说明

图1是本发明实施例的大视场数字全息图记录装置结构和光路示意图 

图2是本发明实施例的大视场数字全息图记录装置部件主视图 

图3是本发明实施例的大视场数字全息图记录装置部件附视图 

图4是本发明实施例的大视场数字全息图记录装置部件仰视图 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。下述实施例仅用于说明本发明的技术方案，但对本发明并没有限制。 

实施例 

本发明的大视场数字全息图记录方法，原理是利用4F相干图像处理系统记录数字全息图，在空间频谱面设置可移动的滤波孔，随着孔径的移动，记录不同谱段的子全息图。再现时，首先对子全息图进行数字逆傅里叶变换，重构对应的频谱段，并对频谱段进行拼接形成完整的物光频谱，最后对整个频谱再次进行傅里叶变换，从而实现像的重构，具体方法步骤如下： 

1)由凸透镜对物光波进行光学傅立叶变换； 

2)由配备矩形孔滤波器、凸透镜、分束镜、光电转换器和二维移动平台等的子孔径分割采样装置在物光波的空间频谱面移动，进行子孔径分割采样； 

3)将各个子孔径的采样结果分别先乘以参考光、数字逆傅立叶变换、移位，再进行拼接；