[发明专利]热光关联非定域阿贝成像方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及热光关联非定域“鬼”成像和空间光信息处理领域，尤其是涉及一种热光关联非定域阿贝成像方法及其系统。

背景技术

经典的阿贝成像所利用的光源是激光光源，在此成像系统中要求利用空间相干热光源，在系统中放置一个狭缝作为简易的滤波器，可以过滤物体的空间频谱信息，从而得到一定方向上的物体的像。

阿贝成像原理在现今工程设计上有诸多应用，例如θ调制和图像加密等能够对图像进行有意识的处理从而得到特定图像。而传统的阿贝成像机制中物体、透镜和狭缝在同一光路，在应用中受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于提供热光关联非定域阿贝成像方法及其系统，以解决现有技术中存在的物体、透镜和狭缝在同一光路，并且要求利用相干光源等在应用中受到很大的限制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的热光关联非定域阿贝成像系统，其包括：激光器、毛玻璃、分束器(或者分束镜)、成像透镜、滤波器、第一图像探测器、第二图像探测器以及计算机；

所述激光器发出激光光束照射在所述毛玻璃上，所述毛玻璃用于将所述激光光束转变成非相干光束；

所述分束器设置在所述非相干光束的光路上，用于将所述非相干光束按照光强均分为第一光束和第二光束；

所述第一光束的光路为第一光路(或称取样光路)；

所述第二光束的光路为第二光路(或称参考光路)；

所述第一光路上依次设置有待测物体和所述第一图像探测器；

所述第二光路上依次设置有所述成像透镜、所述滤波器和所述第二图像探测器；

所述计算机分别与所述第一图像探测器和第二图像探测器连接，用于同步采集所述第一光束和所述第二光束的图像信息并进行关联测量和计算得到待测物体的像。

本发明利用激光相干光束照射旋转的毛玻璃获得在空间上有强度涨落分布的非相干热光源，并最终通过计算机关联测量和计算得到待测物体的像，即获得阿贝成像的效果。在实际应用中非相干光源更具有普遍性，更容易获取。本发明解除了传统阿贝成像对光源相干性的要求，大大拓宽了阿贝成像空间滤波的应用范围。

进一步地，所述毛玻璃可转动地设置，毛玻璃持续转动用于将所述激光光束转变成在空间上有强度涨落分布的所述非相干光束。

进一步地，所述激光器为氦氖激光发生器。

进一步地，所述毛玻璃通过电机带动绕转轴转动。

进一步地，所述激光器与所述毛玻璃之间的光路上设置有两个偏振片，两个所述偏振片在通光方向上间隔设置用于调整所述激光光束的强度。

进一步地，所述偏振片与所述毛玻璃之间的光路上设置有用于调节所述激光光束截面大小的扩束透镜。

其中，扩束透镜可以扩大激光光束横截面大小。

进一步地，所述毛玻璃与所述分束器之间的光路上设置有用于调节所述非相干光束横截面大小的光阑。

通过调节光阑，可以调节阿贝成像系统成像的分辨率。光阑越大，探测器探测面上的散斑尺寸越小，系统的分辨率越高。

进一步地，所述分束器为非偏振分束器。

进一步地，所述滤波器设置在所述成像透镜的后焦平面上。

进一步地，所述滤波器为狭缝。

进一步地，所述待测物体紧贴靠在所述第一图像探测器上。

进一步地，所述激光器产生的激光光束经反射镜反射后进入并通过所述偏振片。

其中，所述待测物体为具有空间结构分布的任意透光物体，例如为待测光栅等。

本发明公开的一种热光关联非定域阿贝成像系统，将待测光栅等待测物体和成像透镜分别置于两个子光路(第一光路和第二光路)中，并将狭缝等滤波器放置于成像透镜的后焦平面，测量时，分别对待测光栅等待测物体的信息进行了横向和竖向的滤波，即将狭缝等滤波器垂直放置或者水平放置，来获得滤波过后的图像。与传统的滤波相比，本发明具有非定域性，可操作性强，利用非相干热光源等特点，所得的图像真实地反映了物体一维方向上的信息。

另外，本发明还公开了一种采用上述成像系统的热光关联非定域阿贝成像方法，其具体包括如下步骤：

步骤一，激光器产生的激光光束照射毛玻璃，所述毛玻璃持续旋转，利用毛玻璃的转动将所述激光光束转变成为在空间有强度涨落分布的非相干光束；

步骤二，非相干光束通过分束器后按照光强均分为第一光束和第二光束；

步骤三，所述计算机同步采集所述第一光束和所述第二光束的图像信息并进行关联测量和计算得到待测物体的像。