[发明专利]散射介质光学传输矩阵的测量方法

权利要求书

1.一种散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述方法包括：

将入射光束的水平偏振分量和垂直偏振分量分别作为信号光束和参考光束经过半波片入射散射介质；

旋转半波片调制所述信号光束和参考光束的比例，消除参考光束的影响，检索所述散射介质光学传输矩阵的最优解。

2.根据权利要求1所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，还包括：

在所述入射光束经过所述半波片后，入射散射介质之前，通过空间光调制器改变加载的哈达玛基灰度图像改变信号光束相位。

3.根据权利要求2所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述空间光调制器与空气的界面与所述入射光束互相垂直。

4.根据权利要求2所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述空间光调制器液晶显示屏面积大于入射光束面积，所述空间光调制器液晶显示屏与入射光束重合部分为调制区域，未重合部分为非调制区域。

5.根据权利要求2所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述空间光调制器调制深度为2πrad，灰阶范围为0～255。

6.根据权利要求1所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，还包括：

在所述半波片的前端设置偏振片，使所述入射光束经过偏振片进入所述半波片，所述偏振片和半波片的中心轴与所述入射光束的中心轴重合。

7.根据权利要求1所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，还包括：

在所述散射介质前端设置有物镜，所述物镜的中心轴与所述入射光束的中心轴重合，所述散射介质与空气的界面与所述物镜的焦平面重合。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述散射介质为光纤、磨砂玻璃散射片、大气、海洋或生物组织。

9.根据权利要求1所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，所述旋转半波片调制所述信号光束和参考光束的比例，消除参考光束的影响，检索所述散射介质光学传输矩阵的最优解，包括：

采集散射介质的输出干涉光场强度，采用共路传播全场相移干涉法恢复散射介质的输出信号光场，根据输入光场与散射介质的输出信号光场计算散射介质光学传输矩阵。

10.根据权利要求9所述的散射介质光学传输矩阵的测量方法，其特征在于，对于第m个输出通道，散射介质的输出干涉光场强度的计算表达式为：

式中，e^iα表示空间光调制器加载的输入相位信息每次偏移的一个常数相位，i表示虚数单位，α分别为0，π/2，π和3π/2，s_m表示第m个输出通道上对应于参考光束的复振幅，表示s_m的厄米共轭，表示第n个输入通道上对应于信号光束的输入光场，k_mn表示连接第n个输入通道和第m个输出通道的系数，表示对括号内取其实部，N表示输入通道的总数；

采用共路传播全场相移干涉法恢复散射介质第n个输出通道上对应的输出信号光场

利用输入光场Eⁱⁿ与散射介质的输出信号光场E^out计算散射介质光学传输矩阵K：

式中，表示共轭转置；

计算出的散射介质光学传输矩阵是一个复数矩阵，表示为：

式中，k_nm表示连接第n个输入通道和第m个输出通道的复系数。