[发明专利]一种基于涡旋光螺旋相位相移干涉检测物体面型装置

权利要求书

1.一种检测物体面型装置，其特征在于，包括检测模块、激光光源(1)、扩束准直模块(2)、分光棱镜(5)、扩束透镜组(6)、反射式纯相位液晶空间光调制器(7)、成像透镜(9)以及二维光电传感器(10)；

所述激光光源(1)用于产生激光光束，经扩束准直模块(2)扩束和准直处理后，送入分光棱镜(5)；

分光棱镜(5)将接收的光线分成反射光束和透射光束，其中：

透射光束照射到被测物体(8)后，反射光束再次经分光棱镜(5)反射到成像透镜(9)，并经其聚焦到二维光电传感器(10)上；

反射光束给扩束透镜组(6)，进行光束扩束并准直处理后，送给反射式纯相位液晶空间光调制器(7)，反射式纯相位液晶空间光调制器(7)将其调制成不同初始相位涡旋光，透过分光棱镜(5)后再经成像透镜(9)聚焦到二维光电传感器(10)上；

所述二维光电传感器(10)接收两路光束叠加形成的干涉图样；检测模块根据所述干涉图样检测被测物体(8)的面型；

所述检测模块检测被测物体(8)的面型时，先获得被测物体(8)表面上各点的相位具体公式为：

其中，(x,y)表示涉图样上各点的坐标，I_n(x,y)表示第n个涡旋光相移下干涉图样上点(x,y)的光强；δ表示不同相位涡旋光每次相移的步长；l表示涡旋光的拓扑荷数，θ表示涡旋光的方位角；N表示涡旋光相移的总次数；

然后再对被测物体(8)表面各点的相位进行解包裹，得到被测物体(8)的面型。

2.如权利要求1所述的一种检测物体面型装置，其特征在于，当被测物体(8)为透明物体时，还包括标准平面镜(11)，置于被测物体(8)之后。

3.如权利要求1或2所述的一种检测物体面型装置，其特征在于，所述反射式纯相位液晶空间光调制器(7)每个周期内均产生不同相位涡旋光，执行多个周期后，则所述检测模块再检测被测物体(8)的面型，获得被测物体(8)表面上点(x,y)的相位具体公式为：

式中，I_mn(x,y)表示第m个周期第n次相移后光电探测器(10)探测到的点(x,y)的光强；

然后检测模块再对被测物体(8)表面个点的相位进行解包裹，得到被测物体(8)的面型。

4.如权利要求1或2所述的一种检测物体面型装置，其特征在于，还包括第二偏振片(4)，用于接收经扩束准直模块(2)出射光束，将其调整为线偏振状后，送入分光棱镜(5)。

5.如权利要求4所述的一种检测物体面型装置，其特征在于，所述第二偏振片(4)的偏振方向与反射式纯相位液晶空间光调制器(7)的液晶光轴方向一致。

6.如权利要求4所述的一种检测物体面型装置，其特征在于，还包括第一偏振片(3)，通过调整自身与第二偏振片(4)的偏振角度的夹角来调整光强。