[发明专利]用于检测非球面的高精度位相型计算全息图的编码方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算全息技术领域，尤其涉及一种计算全息图的编码方法。

背景技术

在计算全息法检测非球面技术中，计算全息图（Computer-generated Hologram,CGH）通常用于“标准样板”用来再现理想的基准波面。计算全息法代替光学全息法检测非球面，无需标准的非球面实体存在，只需知道待测非球面波前的数学模型，即可生成计算全息图，这一显著优点使得计算全息法有很大的发展潜力和应用前景。用位相型计算全息图再现光学测量的“标准样板”，非常有利于简化测量光路，提高入射光的衍射效率。然而位相型计算全息图，尤其是具有多阶相位台阶的计算全息图在全息编码过程中，会产生一定的编码误差，导致全息图产生相位失配现象，用于非球面测量势必要降低再现基准波面的精度。

西安工业大学提出一种利用液晶空间光调制器作为部分零位补偿元件，实现对非球面的计算全息干涉测量（专利公开号：102374851A），用液晶空间光调制器作为全息元件替代光学全息片，结合汇聚透镜作为共同补偿元件，可免除加工误差的影响，提高非球面检测的动态范围，然而该方法未考虑计算全息图编码误差的影响。

中国科学院光电技术研究所提出一种基于计算全息的非球面绝对检测法（专利公开号：102778210A），该方法利用2个计算全息图分别单次以及组合测量非球面，通过多项误差的加减分别求出计算全息图1和计算全息图2的误差，然后再利用单次测量结果减去计算全息图误差，得出被测非球面的绝对检测结果。但是该方法只是通过计算全息图误差的计算来导出非球面测量结果，而没有考虑如何消除计算全息图误差。

发明内容

本发明是为了消除计算全息图在全息编码过程中产生的编码误差，阻断该误差从源头逐级传递和放大，进而提高计算全息图再现基准波面的精度，从而提供一种用于检测非球面的高精度位相型计算全息图的编码方法。

用于检测非球面的高精度位相型计算全息图的编码方法，它由以下步骤实现：

步骤一、根据被测旋转对称非球面的二次曲面偏心率e，确定旋转对称非球面的类型；

然后根据公式：

W(x,y)=cS21+1-(L+1)c2S2+A1S4+A2S6+···+AnS2n]]>

生成被测旋转对称非球面模型W(x,y)，单位为微米（um）；

式中：S²=x²+y²；（x,y）为被测旋转对称非球面上任意一点在底面投影的坐标；

R₀为被测旋转对称非球面的顶点曲率半径；

A₁、A₂、LA_n为高次非球面各高次项系数；

L=-e²；

步骤二、对被测旋转对称非球面模型W(x,y)采用位相型计算全息编码；具体为：

首先对被测旋转对称非球面模型W(x,y)进行抽样离散化处理，获得W(i,j)；