[发明专利]相位掩膜可调的波前编码成像系统

摘要

本发明属于光学技术领域，具体涉及一种相位掩膜可调的波前编码成像系统。该系统可根据实际需要切换相位掩膜形式，从而允许系统在常规无掩膜成像、编码成像以及更多掩膜编码形式之间灵活切换，从而允许波前编码成像系统具有更强的灵活性。该系统包括沿着光轴传输方向依次设置的成像镜头、相位掩膜组件、图像探测器以及图像处理单元；其改进之处是：所述相位掩膜组件由两个三次方形相位板沿着光轴传输方向叠加而成，且两个三次方形相位板采用两种方式可形成相对旋转角度。

主权项

1.一种相位掩膜可调的波前编码成像系统，包括沿着光轴传输方向依次设置的成像镜头、相位掩膜组件、图像探测器以及图像处理单元；其特征在于：所述相位掩膜组件由两个三次方形相位板沿着光轴传输方向叠加而成，且两个三次方形相位板采用两种方式可形成相对旋转角度；方式一：一个三次方形相位板固定不动，另一个三次方形相位板绕光轴旋转；方式二：两个三次方形相位板均绕光轴旋转，且两个三次方形相位板旋转位置不同；相位掩膜函数形式为：Q(x,y)＝f1(x,y)+f2(x,y)；其中，f1(x,y)＝αx3+αy3；f2(x,y)＝α(xcosθ+ysinθ)3+α(ycosθ‑xsinθ)3；式中，α是相位分布函数的参数，θ代表三次方形相位板f2相对于三次方形相位板f1的旋转角度且θ的取值范围为[0，360°]，x，y为归一化孔径平面坐标，其中x，y的取值范围均为[‑1，1]；在α选定的前提下，不同的旋转角度θ将使相位掩膜函数Q呈现经典三次方掩膜、不存在掩膜、仅沿x方向三次方掩膜以及仅沿y方向三次方掩膜以及非对称广义三次方掩膜，从而分别实现常规无编码成像和有效掩膜成像之间的切换、允许根据需要强化x或y方向的目标特征、允许系统在景深拓展尺度以及复原图像信噪比之间进行选择；所述有效掩膜成像包括经典三次方型编码成像、仅沿x方向编码成像、仅沿y方向编码成像以及非典型的广义三次方编码成像。