[发明专利]一种快速搭建数字全息记录过程光路的方法

摘要

本发明属于光学工程领域，涉及一种快速搭建数字全息记录过程光路的方法。本发明可在不影响全息图质量的前提下，采用观察参考光路和物光光路在远处白板上的投影，对空间滤波器进行粗调；然后利用固定好高度的可变光阑对所述的空间滤波器进行微调；利用粗调和微调的方法对以后的器件分别进行调节，最后达到参考光路和物光光路能够产生明显的明暗相间的干涉条纹的效果。通过本发明所提供的方法，可在不增加硬件成本的基础上，弥补现有光路搭建方法的不足，节约调整参考光路和物光光路高度以及搭建整个光路所花费的时间。

主权项

1.一种快速搭建数字全息记录过程光路的方法，所述的数字全息记录过程光路的特征是由参考光和物光构成，所述的参考光是由激光发射器发射出来的光经过分光光楔、空间滤波器、双凸透镜、反射镜后的一束光，所述的物光是经过分光光楔反射到反射镜上，透过空间滤波器、双凸透镜、分光光楔产生的一束光，所述的参考光和物光相交产生干涉条纹投射到CCD相机上进行采集，所述的快速搭建数字全息记录过程光路的方法，其特征是，包括下列步骤：步骤1：安装激光器，固定可变光阑的高度和孔径，调整所述的激光器水平，使出射光在近处和远处都能通过所述的可变光阑，调整完成后锁紧所述的激光器的高度，固定好的所述可变光阑可作为下面实验步骤中光路调整的高度标尺；步骤2：安装分光光楔，调整所述的分光光楔的镜架，将所述的可变光阑作为高度标尺放置，调节所述的分光光楔的高度，使得激光尽可能的打在所述的分光光楔的中心处，调整好所述的分光光楔的高度后锁定所述的分光光楔的高度，在所述的分光光楔的反射光路中，调整所述的分光光楔镜架的俯仰旋钮，使反射光在近处和远处都能通过所述的可变光阑，在此尽可能使所述的分光光楔的楔角所在平面与水平面平行，以保证透射光和反射光不发生上下方向的偏折；步骤3：在参考光和物光的光路中分别安装空间滤波器，此时未在所述的空间滤波器中加入针孔，首先分别粗调所述的两个空间滤波器的高度，使得激光透过显微物镜后的投射在远处白板上扩束光斑高度一致，再使用所述的可变光阑对已粗调好的高度进行精调，使得激光透过所述的显微物镜后的扩束光斑中心与所述的可变光阑的中心重合，此时锁定所述的空间滤波器的高度以及平移台水平位置旋钮，在所述的空间滤波器中加入针孔，旋转螺纹付推物镜靠近针孔，在此过程中不断调节针孔位置旋钮，当透射光的光强最大、无衍射环且高度相等时，所述的空间滤波器的调整完毕；步骤4：在参考光和物光的光路中分别安装准直用的双凸透镜，调整两个所述的双凸透镜，使出射光斑在远处和近处的直径大致相等，此时，所述的双凸透镜的调整完毕；步骤5：在参考光光路中安装反射镜，在物光光路中安装分光光楔，微调反射镜和所述的分光光楔的俯仰角度，使得参考光和物光相互干涉，能够在白板上观察到清晰的干涉条纹，为了得到携带物体完整信息的全息图，同时又受到现有数字相机分辨率的限制，需要使所述的两束光有轻微的夹角，设物光和参考光在全息图表面上的最大夹角则数字相机平面上形成的最小条纹间距Δe_min为：所以全息图表面上光波的最大空间频率为：设给定的数字相机像素大小为Δx，根据采样定理，一个条纹周期Δe要至少等于两个像素周期，即Δe≥2Δx，记录的信息才不会失真。由于数字全息的记录光路中，所允许的物光和参考光的夹角θ很小，因此有：因此本发明中所述的参考光和物光的夹角范围受数字相机像素尺寸的限制，只有尽可能的减少参考光和物光的夹角，才能保证携带物体信息的物光中的振幅和相位信息被全息图完整地记录下来，由于现有的数字相机像素的尺寸一般在5-10μm范围内，故所能记录的最大物参角在2-4度范围内；步骤6：在本发明的物光光路中安装CMOS相机，用软件采集干涉条纹，在步骤1安装的激光发射器后加入衰减片，调节所述的衰减片以调节参考光和物光光强比，以在软件中能够观察到清晰的明暗相间的干涉条纹为准；至此，光路搭建过程结束。