[发明专利]面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法

权利要求书

1.一种面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，包括步骤：

S1：栅式双像元相位调制步骤，通过液晶空间光调制器来实现波前相位在垂直方向上的栅式相位调制和水平方向上的双像元波前相位调制；

S2：相位插值复原步骤，利用采样灰度信息的噪声滤除、平滑处理和样条插值拟合的方法实现光强图像的全域和准确复原；

S3：梯度投影相位解调步骤，利用梯度投影算法去除干涉图像背景光强，并通过反正切运算实现相位提取，实现待测元件波前相位信息重构。

2.根据权利要求1所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S1步骤进一步包括步骤：

S11：启动干涉仪，进行系统校正；

S12：利用所述液晶空间光调制器，实现垂直方向上的栅式相位调制和水平方向上的双像元波前相位调制，相位调制量为π/2，并获取相应的干涉图像I。

3.根据权利要求2所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S2步骤进一步包括步骤：

S21：利用所获得的所述干涉图像I，将环境干扰作为信息噪声，进行拟合运算和平滑处理，实现干扰误差修正和噪声滤除；

S22：对干扰误差修正和噪声滤除后的所述干涉图像I进行干涉图像元素分离后样条差值和拟合，实现间隔像元光强的计算，得到移前干涉图像I₁和移后干涉图像I₂。

4.根据权利要求3所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S3步骤进一步包括步骤：

S31：对所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂，选择投影方向，计算合成图像内各像元坐标以及像元坐梯度投影值，计算所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂各像元背景光强项；以合成图像矩阵行为单元，计算和去除所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂的背景光强；

S32：对去除背景光的所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂，利用反正切法，计算行内各像元相位，并推广至图像内所有行，获得所有元素的波前相位信息。

5.根据权利要求4所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S1步骤中：

将所述液晶空间光调制器作为参考光的反射镜，通过所述液晶空间光调制器的逐点相位调制，实现参考光波前相位在垂直方向上栅式和水平方向上双像元的调制，从而保证基于所述液晶空间光调制器的参考光相位的精准调制，并获取所述干涉条纹图像I。

6.根据权利要求5所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S2步骤中：

根据所获得的所述干涉条纹图像I，将环境干扰作为信息噪声，首先通过拟合运算和平滑处理，实现干扰误差修正和噪声滤除；随后基于所获得的所述干涉条纹图像I，采用样条差值和拟合技术，实现间隔像元光强的准确填充和计算，进而获得相移量为π/2的所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂。

7.根据权利要求6所述的面向液晶空间光调制器的栅式双像元相位解调方法，其特征在于，所述S3步骤中：

利用所获得的所述移前干涉图像I₁和所述移后干涉图像I₂，采用两步移相技术，实现图像序列背景光强信息的提取和消除，并利用反正切算法完成相位提取，进而完成波前相位信息解调。