[实用新型]一种万亿幅频全光分幅三维全息成像装置

权利要求书

1.一种万亿幅频全光分幅三维全息成像装置，其特征在于包括：

时域波长映射整形模块，用于对飞秒激光器输出的飞秒脉冲通过脉冲展宽元件后形成啁啾脉冲，然后啁啾脉冲在经过脉冲整形元件后，形成n个不同中心波长成分的子脉冲；n大于等于1万；

三维光谱成像模块，用于通过待测目标，调制所述n个子脉冲的幅度或相位，然后通过全息记录介质记录n个携带待测目标信息的不同子脉冲的图像信息；

图像重构模块，用于将n个携带待测目标信息的不同子脉冲的图像信息进行图像重构，分别对应得到n幅三维空间分辨成像图像，即n幅待测目标图像。

2.根据权利要求1所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于所述三维光谱成像模块是基于滤波片的三维成像光路，该光路包括物镜与n级全息记录装置；第n级全息记录装置包括第n级带通滤波片、与第n级带通滤波片对应的透镜以及全息记录介质；所述n个不同波长成分的子脉冲依次通过待测目标后，再经过物镜后，然后依次透过n级全息记录装置的第一级带通滤波片、第2级带通滤波片......、第n级带通滤波片；同时未透过第n级带通滤波片的子脉冲依次通过与该级带通滤波片对应的透镜，将携带待测目标信息的图像信息记录在全息记录介质中；n小于等于Δλc/Δλf；其中Δλc是飞秒脉冲光谱宽度，Δλf是带通滤波片的滤波宽度。

3.根据权利要求1所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于所述三维光谱成像模块是体全息记录光路，该光路包括光路分路结构、n路级联的参考光光路结构以及物光光路结构；其中n个不同波长成分的子脉冲通过光路分路结构后分为两路光；其中一路光通过参考光光路结构后，形成n路参考光，然后到达全息记录介质；另一路光通过待测目标，其幅度与相位受到调制后，形成n个携带待测目标信息的子脉冲图像信息依次分别与物光进行干涉后，记录在全息记录介质上；n小于等于Δλc/Δλf；其中Δλc是飞秒脉冲光谱宽度，Δλf是带通滤波片的滤波宽度。

4.根据权利要求3所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于所述n路级联的参考光光结构包括n级带通滤波片以及与每个滤波片对应的反射镜组；光路分路结构输出的子脉冲依次透过n级带通滤波片的第一级带通滤波片、第二级带通滤波片......、第n级带通滤波片；同时未透过第n级带通滤波片的子脉冲依次通过与该级带通滤波片对应的反射镜组，然后该子脉冲与全息记录介质的物光进行干涉，将n幅图像信息记录在全息记录介质中；参考光光路之后的反射镜组是调节这一支路光程长度，使得该光路支路的光程与物光光路经过反射镜组的光程相等。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于所述全息记录介质是CCD或者全息干板；当全息记录介质是CCD时，图像重构模块将n个CCD记录的信息通过光学衍射算法或数字全息经典算法计算，分别对应重构出n幅三维空间分辨成像图像，即n幅待测目标图像；当全息记录介质是全息干板时，图像重构模块通过切片扫描方式对全息干板进行图像扫描，得到n幅三维空间分辨成像图像，即n幅待测目标图像。

6.根据权利要求5所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于：

1)当飞秒脉冲实现百飞秒脉冲展宽时，通过玻璃棒作为脉冲展宽元件；飞秒脉冲通过玻璃棒后，输出啁啾脉冲至脉冲整形元件；

2)当飞秒脉冲实现1ps到100ps脉冲展宽时，通过分束镜、光栅对与棱镜对作为展宽元件，其中飞秒脉冲通过分束镜后，以光栅对中入射光栅的闪耀角作为入射角入射；飞秒脉冲通过光栅对后，再通过棱镜对、反射镜后通过原路返回在通过光栅对、分束镜后输出至脉冲整形元件；

3)当飞秒脉冲实现ns量级的脉冲展宽时，通过光纤作为脉冲展宽器件；飞秒脉冲通过光纤后，输出啁啾脉冲至脉冲整形元件。

7.根据权利要求6所述的一种万亿幅频全光分幅成像装置，其特征在于所述脉冲整形元件通过4f结构的脉冲整形光路实现；啁啾脉冲的入射角与4f结构的脉冲整形光路的入射光栅的闪耀角重合；其中空间光调制器用声光调制器、全息掩膜、变形面镜以及微面镜阵列代替。