[发明专利]一种快速光学相干层析成像技术的全场检测方法

摘要

本发明公开了一种快速光学相干层析成像技术的全场检测方法，该实验装置由扫频光源、准直镜、分束镜、偏振分束镜、参考镜、样品、面阵CCD、FPGA控制器和计算机构成，所述FPGA控制器、扫频光源和面阵CCD均与计算机相连，所述FPGA控制器由计算机软件控制，为扫频光源和面阵CCD提供外部电压同步信号，实现精确同步；使光源的扫描频率与图像采集的帧速率匹配，实现高精度测量。本发明消除了背景噪声、直流噪声和自相关噪声，能极大的提高检测速度，增强图像的信噪比和系统稳定性，实现对物体的高精度快速检测。

主权项

一种快速光学相干层析成像技术的全场检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、组装实验装置，所述实验装置由扫频光源(1)、准直镜(2)、分束镜(3)、偏振分束镜(6、9)、参考镜(7、8)、样品(5)、聚焦透镜(4、10、12)、面阵CCD(11、13)、FPGA控制器(14)和计算机(15)构成，所述FPGA控制器(14)、扫频光源(1)和面阵CCD(11、13)均与计算机(15)相连，所述FPGA控制器(14)由计算机软件控制，为扫频光源(1)和面阵CCD(11、13)提供外部电压同步信号，实现三者的精确同步；S2、打开扫频激光器(1)，发出的光经过准直镜(2)准直后，经分束镜(3)分成两部分，一部分通过聚焦透镜(4)后照射在样品(5)上发生散射并沿原路返回到分束镜(3)；另一部分经偏振分束镜(6)分成振动方向垂直的两束线偏振光；S3、一束线偏振光经参考镜(7)反射后沿原光路返回，并经分束镜(3)与样品光发生干涉，另一束线偏振光经参考镜(8)反射后沿原光路返回到分束镜(3)与样品光发生干涉；S4、调整光路使两束线偏振光的光程差为λ/2，产生相位差为π的两束干涉信号，这两束干涉信号经分束镜(3)和偏振分束镜(9)后分成两束，一束通过聚焦透镜(10)后由面阵CCD(11)采集，另一束干涉信号通过聚焦透镜(12)后由面阵CCD(13)采集；S5、面阵CCD(11、13)将采集的干涉信号送入计算机(15)，经软件进行差分处理后，实现干涉光谱信号的平衡探测；S6、采用光开关技术，对参考光束和样品光束进行实时独立控制，分别获取干涉光谱、样品光信号和参考光信号；；S7、对面阵CCD采集到的所有干涉光谱进行解耦处理，消除自相关噪声后，进行傅里叶逆变换，得到含物体深度信息的散射势，并将散射势强度赋灰度值，进行图像重构，获取物体的一维深度、二维层析和三维表面形貌图像。