[发明专利]频域光学相干层析去除复共轭镜像的分段四步相移方法

说明书

本发明涉及一种频域光学相干层析去除复共轭镜像的分段四步相移方法。提供一成像系统；将宽带光源分段为多个窄带宽光源的组合，计算出各窄带宽光源的起止波长及光谱范围，计算出各窄带宽光源的中心波长；计算出各窄带宽光源四步移相时移相器的移相位移；安装调整成像系统，采集获得二维干涉光谱条纹；对分段后各窄带宽光源以四步移相计算出各段波长范围内光强及相位，分段重构复数形式的二维干涉光谱信号，后进行快速傅里叶变换，提取出各行像素点强度变化频率并乘以经波长标定后自搭建光谱仪所确定的系统距离分辨率，即得到去除复共轭镜像及镜像抑制比高的待测样品层析结构图。本发明可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果，极大地提高频域光学相干层析去除复共轭镜像的成像性能。

技术领域

本发明涉及一种频域光学相干层析去除复共轭镜像的分段四步相移方法。

背景技术

频域光学相干层析成像是一种非接触式、无损伤、精度高及高分辨率的新型层析成像方法，光学相干层析以低相干光干涉为原理，以迈克耳逊干涉仪为技术核心，通过测量待测物体的反射或后向散射光来获取物体结构信息或表面轮廓信息。传统的方法是对采集的干涉光谱直接进行快速傅里叶变换，但这种直接对实数信号进行快速傅里叶变换的处理方法会出现检测样品实像关于零光程差对称的镜像成像，通常镜像和实像会相互叠加，导致图像混淆，传统做法是将检测样品置于正光程或负光程位置，使镜像和实像分开，但这就浪费了系统一半的成像深度和成像能力。目前采用的的四步移相法是通过控制电压输出从而驱动压电陶瓷来进行移相，通过移相获得相对于光源中心波长具有-135°、-45°、45°、135°的相位差的干涉信息，在信号重构的过程中以这四个相移量代替各波长处的相移量，然而，由于光源是宽带光源，其包含的波长成分及分为通常为几百个纳米，以中心波长移相时对其他波长成分均存在误差，即为多色误差，多色误差的存在使得传统的的四步移相法去共轭镜像能力有限，会存在共轭镜像残余，共轭镜像抑制比受到光源带宽所产生的多色误差影响较大。本发明提出了将光源分段为多个窄带宽光源的组合，采用二分段四步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、四分段四步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、八分段四步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、十六分段四步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像等，可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种频域光学相干层析去除复共轭镜像的分段四步相移方法，可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果，将光学相干层析系统的探测深度提高一倍。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种频域光学相干层析去除复共轭镜像的分段四步相移方法，包括如下步骤：

步骤S1、提供一成像系统，包括钨卤素灯光源模块、凸透镜、迈克尔逊干涉仪模块、二维光谱仪模块、移相器模块，还提供一安装有图像处理软件模块的计算机；

步骤S2、将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源分段为多个窄带宽光源的组合，将光源光谱波段均匀分段，计算出各窄带宽光源的起止波长及光谱范围，计算出各窄带宽光源的中心波长；

步骤S3、对分段后每一个窄带宽光源，以各窄带宽光源的中心波长为参考，按四步移相法移相，计算出各窄带宽光源四步移相时移相器的移相位移；

步骤S4、安装调整成像系统，钨卤素灯光源模块发射的点光源经凸透镜准直为平行光束，经迈克尔逊干涉仪模块的第一柱透镜将平行光束聚焦为焦线，而后经迈克尔逊干涉仪模块的分光镜分束为强度相等的两束光线，一束作为参考光汇聚于迈克尔逊干涉仪模块的参考镜，另一束作为探测光汇聚于安装在待测样品安装架上的待测样品表面，两束光经反射至分光镜后重合发生干涉，并经迈克尔逊干涉仪模块的第二柱透镜出射；而后，经第二柱透镜出射的干涉光束经二维光谱仪模块的反射式光栅按波长在空间分光后由二维光谱仪模块的第三柱透镜汇聚成干涉谱线，由二维光谱仪模块的面阵CCD相机采集获得二维干涉光谱条纹；

步骤S5、控制移相器模块，使得迈克尔逊干涉仪模块的参考镜按步骤S2、S3分段后确定的移相位移实现定步距位移；