[发明专利]一种空间光调制器相位测量的通用标定方法

说明书

本发明公开了一种空间光调制器相位测量的通用标定方法，包括以下步骤：(a)生成相位灰度图，采集光场分布图；(b)当人工判断图像质量为好时，生成0‑255相位灰度图；(c)定时循环依次加载，自动采集光场分布图，计算条纹以及零级质心偏移量，进而计算灰度相位映射表；(d)将灰度相位映射表进行数据拟合与预期的灰度相位映射进行对比分析，若是符合预期则完成标定；若是彼此不吻合，则将采集计算得到数据与预期数据进行Gamma校正形成新的Gamma映射表，同时写入Gamma映射表时返回步骤(c)，直至标定完成。

技术领域

本发明涉及空间光调制器的开发、测试应用领域。具体来说是一种空间光调制器相位能力的标定方法，用来快速标定测量空间光调制器灰度相位曲线。

背景技术

空间光调制器的相位能力测量与标定对其使用相当关键。空间光调制器相位调制特性的主流方法有以下几种：1、双缝干涉法，该方法需要加工两个高精度的掩模版，光路需要严格共轴，搭建复杂，且系统抗干扰性差。2、马赫-曾德尔干涉仪法，该方法光路复杂，受系统像差、系统稳定性影响非常大，后期数据处理比较复杂，且精度不高。3、泰曼-格林干涉仪法，该方法虽然比马赫-曾德尔干涉仪光路精简了许多，系统抗干扰性也相对好一些，但是系统像差对检测精度影响非常大。

因此，在批量生产制造或快速测定空间光调制器相位能力时，现有方法中，精度不高，设备较为复杂，抗干扰能力不强，使得利用计算机图像处理能力不能很快速地检测。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种空间光调制器相位测量的通用标定方法，主要是通过零级光自参考干涉法，并用理论公式明确了此方法提取相位信息的算法模型，同时提供了合理的光路设计方法和步骤及具体实施方式。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种空间光调制器相位测量的通用标定方法，包括以下步骤：

(a)生成相位灰度图，采集光场分布图；

(b)当人工判断图像质量为好时，生成0-255相位灰度图；

(c)定时循环依次加载，自动采集光场分布图，计算条纹以及零级质心偏移量，进而计算灰度相位映射表；

(d)将灰度相位映射表进行数据拟合与预期的灰度相位映射进行对比分析，若是符合预期则完成标定；若是彼此不吻合，则将采集计算得到数据与预期数据进行Gamma校正形成新的Gamma映射表，同时写入Gamma映射表时返回步骤(c)，直至标定完成。

优选地，在步骤(b)中还包括步骤(b1)：

当人工判断图像质量为不好时，调整相位灰度图参数，返回步骤(a)。

优选地，步骤(a)中包括以下步骤：

(a1)光路由光源入射激光束，经过准直扩束模块，扩束后入射到空间光调制器，

(a2)计算机连接空间光调制器，并加载3个不同的光区域到所述空间光调制器；

(a3)经过调制后的调制光经过透镜汇聚，从而让相位灰度图不同区域调制的光从而形成光场分布图。

优选地，在步骤(a2)中，所述空间光调制器将靶面分为3个区域，分别是：背景图区域、参考图区域和测量光区域。

优选地，所加载相位灰度图的参考光区域灰度图案固定不变、测量光区域灰度从0～255变化，映射不同相位值，参考光区域和测量光区域大小、间距的设定根据所需干涉条纹密度和区域大小来调整并选择合适值。

优选地，利用背景图的灰度设计来降低零级光斑的能量分布，从而使得零级光与干涉条纹的相对亮度适合图像采集设备清晰采集，背景图区域的灰度分布可包括菲涅尔透镜、纯色灰度图、闪耀光栅、朗奇光栅、或随机相位等一种或多种以及其衍生设计。