[发明专利]一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统

摘要

本发明公开了一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统，分光单元将接收的激光分为两束线偏振光后，分别输入两个空间滤波器；一束线偏振光顺次经平凸透镜、反射镜后成为参考光进入消偏振分光棱镜；另一束线偏振光顺次经平凸透镜、反射镜后成为照明光，该照明光照射在待探测物体表面上被散射后进入消偏振分光棱镜，然后经成像镜头输出至图像采集装置。本发明利用高速CMOS相机连续高速拍摄数字全息图，提高装置的振动频率探测范围，实现物体表面一定区域内多个位置微振动远程实时探测。

主权项

一种基于像面数字全息的微振动远程实时面探测系统，其特征在于，包括光源(1)、分光单元(2)、空间滤波器A(301)、空间滤波器B(303)、平凸透镜A(302)、平凸透镜B(304)、反射镜A(4)、反射镜B(8)、消偏振分光棱镜(5)、成像镜头(6)和图像采集单元(7)；分光单元(2)包括半波片A(201)、偏振分光棱镜(202)、半波片B(203)、连续可调衰减器A(204)、半波片C(205)和连续可调衰减器B(206)；偏振分光棱镜(202)置于半波片A(201)和半波片B(203)之间，半波片C(205)置于偏振分光棱镜(202)的反射光位置，连续可调衰减器A(204)位于半波片A(201)之后，连续可调衰减器B(206)位于半波片B(203)之后；光源(1)出射的激光(1a)穿过分光单元(2)的半波片A(201)，入射至偏振分光棱镜(202)上，通过偏振分光棱镜(202)得到透射光(1b)和反射光(1c)，透射光(1b)依次通过半波片B(203)、连续可调衰减器A(204)后，得到线偏振光A(21)，反射光(1c)通过半波片C(205)、连续可调衰减器B(206)后，得到线偏振光B(22)；线偏振光A(21)顺次经空间滤波器A(301)、平凸透镜A(302)后，经反射镜A(4)反射输出参考光(4a)入射至消偏振分光棱镜(5)；线偏振光B(22)顺次经空间滤波器B(303)、平凸透镜B(304)后，经反射镜B(7)反射输出照明光(7a)，照明光(8a)照射到待探测物体表面(14)上；在照明光(7a)的照射下，待探测物体表面(14)反射具有物体表面振动信息的散射光(14a)入射至消偏振分光棱镜(5)；消偏振分光棱镜(5)对入射的参考光(4a)、具有物体表面振动信息的散射光(14a)进行合光处理得到合并光束(5a)，该合并光束(5a)经成像镜头(6)形成的与物体振动表面各点成一一对应关系的干涉全息图像被图像采集单元(7)的光敏面捕获；通过旋转半波片B(203)和半波片C(205)使得线偏透射光(1b)和线偏振光B(22)的偏振态都改变至45度，实现相同同偏振方向的两束线偏光相干叠加，得到包含物体表面 振动信息的数字全息图，同时通过调整连续可调衰减器A(204)和连续可调衰减器B(206)对线偏振光A(21)和线偏振光B(22)的总光强及光强比进行调节，使得总光强不超过图像采集单元的探测范围，且该光强比为3:7～1:1。