[发明专利]一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统

权利要求书

1.一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统，其特征在于，包括光源(1)、分光单元(2)、空间滤波器A(301)、空间滤波器B(303)、平凸透镜A(302)、平凸透镜B(304)、反射镜A(4)、反射镜B(8)、消偏振分光棱镜(5)、成像镜头(6)和图像采集单元(7)；

分光单元(2)包括半波片A(201)、偏振分光棱镜(202)、半波片B(203)、连续可调衰减器A(204)、半波片C(205)和连续可调衰减器B(206)；

偏振分光棱镜(202)置于半波片A(201)和半波片B(203)之间，半波片C(205)置于偏振分光棱镜(202)的反射光位置，连续可调衰减器A(204)位于半波片A(201)之后，连续可调衰减器B(206)位于半波片B(203)之后；

光源(1)出射的激光(1a)穿过分光单元(2)的半波片A(201)，入射至偏振分光棱镜(202)上，通过偏振分光棱镜(202)得到透射光(1b)和反射光(1c)，透射光(1b)依次通过半波片B(203)、连续可调衰减器A(204)后，得到线偏振光A(21)，反射光(1c)通过半波片C(205)、连续可调衰减器B(206)后，得到线偏振光B(22)；

线偏振光A(21)顺次经空间滤波器A(301)、平凸透镜A(302)后，经反射镜A(4)反射输出参考光(4a)入射至消偏振分光棱镜(5)；

线偏振光B(22)顺次经空间滤波器B(303)、平凸透镜B(304)后，经反射镜B(7)反射输出照明光(7a)，照明光(8a)照射到待探测物体表面(14)上；

在照明光(7a)的照射下，待探测物体表面(14)反射具有物体表面振动信息的散射光(14a)入射至消偏振分光棱镜(5)；

消偏振分光棱镜(5)对入射的参考光(4a)、具有物体表面振动信息的散射光(14a)进行合光处理得到合并光束(5a)，该合并光束(5a)经成像镜头(6)形成的与物体振动表面各点成一一对应关系的干涉全息图像被图像采集单元(7)的光敏面捕获；

通过旋转半波片B(203)和半波片C(205)使得线偏透射光(1b)和线偏振光B(22)的偏振态都改变至45度，实现相同同偏振方向的两束线偏光相干叠加，得到包含物体表面 振动信息的数字全息图，同时通过调整连续可调衰减器A(204)和连续可调衰减器B(206)对线偏振光A(21)和线偏振光B(22)的总光强及光强比进行调节，使得总光强不超过图像采集单元的探测范围，且该光强比为3:7～1:1。

2.根据权利要求1所述的一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统，其特征在于，所述的成像镜头(6)为可根据探测距离更换焦距的变焦镜头，配合采用了高速CMOS相机的图像采集单元(7)可高速拍摄由放置在不同距离处的物体振动表面散射光与参考光形成的全息干涉图像，该图像与物体振动表面上各点成一一对应关系。

3.根据权利要求1所述的一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统，其特征在于，照明光(8a)从角度范围：-15°～+15°照射物体时，均可对被测目标进行微振动探测。