[发明专利]一种无序介质通道分析装置和方法

权利要求书

1.一种无序介质通道分析装置，其特征在于，包括光源、第一透镜(2)、第二透镜(3)、空间光调制器(4)、光路折转系统(5)、分光镜(6)、第一显微镜(7)、无序介质(8)、第二显微镜(9)、第一传感器(10)、第二传感器(11)以及计算机(12)，其中：

所述光源、第一透镜(2)、第二透镜(3)在一水平线上同轴放置，所述空间光调制器(4)、分光镜(6)、第一显微镜(7)、无序介质(8)、第二显微镜(9)、第一传感器(10)在另一水平线上同轴放置，第二传感器(11)与分光镜(6)同轴放置，所述计算机用于将相位图像写入空间光调制器(4)同时接收和记录第一光电传感器(10)、第二光电传感器(11)感应的光强信息并根据上述光强信息对无序介质通道进行分析；

光源发出的光经第一透镜(2)和第二透镜(3)扩束和准直，以平行光出射至光路折转系统(5)，平行光经光路折转系统(5)垂直入射到空间光调制器(4)的液晶表面中心，经空间光调制器(4)调制和反射后经过第一显微镜(7)聚焦到无序介质(8)表面，聚焦到无序介质(8)的光分为两部分，一部分为透过无序介质(8)的散射光，该透射的散射光经过第二显微镜(9)消除聚焦作用后被第一传感器(10)接收，另一部分为被无序介质(8)反射的散射光，该反射的散射光经过第一显微镜(7)消除聚焦作用后被分光镜(6)反射到第二传感器(11)接收。

2.根据权利要求1所述的无序介质通道分析装置，其特征在于，所述光路折转系统(5)包括第一分束镜(5-1)和第二分束镜(5-2)，所述第一分束镜(5-1)和第二分束镜(5-2)用于将光束反射两次，反射后的光束与入射光束平行但传播方向相反。

3.根据权利要求1所述的无序介质通道分析装置，其特征在于，所述光源为连续型激光器，发出的光为连续型可见激光。

4.一种无序介质通道分析方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤1、搭建光路系统；

搭建的光路系统包括光源、第一透镜(2)、第二透镜(3)、空间光调制器(4)、光路折转系统(5)、分光镜(6)、第一显微镜(7)、无序介质(8)、第二显微镜(9)、第一传感器(10)以及第二传感器(11)，其中：

所述光源、第一透镜(2)、第二透镜(3)在一水平线上同轴放置，所述空间光调制器(4)、分光镜(6)、第一显微镜(7)、无序介质(8)、第二显微镜(9)、第一传感器(10)在另一水平线上同轴放置，第二传感器(11)与分光镜(6)同轴放置；

光源发出的光经第一透镜(2)和第二透镜(3)扩束和准直，以平行光出射至光路折转系统(5)，平行光经光路折转系统(5)垂直入射到空间光调制器(4)的液晶表面中心，经空间光调制器(4)调制和反射后经过第一显微镜(7)聚焦到无序介质(8)表面，聚焦到无序介质(8)的光分为两部分，一部分为透过无序介质(8)的散射光，该透射的散射光经过第二显微镜(9)消除聚焦作用后被第一传感器(10)接收，另一部分为被无序介质(8)反射的散射光，该反射的散射光经过第一显微镜(7)消除聚焦作用后被分光镜(6)反射到第二传感器(11)接收；

步骤2、计算机生成指定尺寸的哈达玛图像，取其列向量分别整形为方阵，按顺序将方阵的四步移相图加载至光路系统，每次加载时采集一次图像并保存图像；

步骤3、通过哈达玛图像和传感器图像分别计算出对应无序介质透射和反射的传输矩阵；

步骤4、对透射和反射传输矩阵分别做奇异值分解，得到对应的传输通道矩阵；

步骤5、根据透射和反射传输矩阵对应的传输通道矩阵确定两组传输通道的相对映射系数。

5.根据权利要求4所述的无序介质通道分析方法，其特征在于，所述光路折转系统(5)包括第一分束镜(5-1)和第二分束镜(5-2)，所述第一分束镜(5-1)和第二分束镜(5-2)用于将光束反射两次，反射后的光束与入射光束平行但传播方向相反。