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专利号: 2021107727093
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光谱共焦扫描共光路数字全息测量系统,其特征在于:包括测量系统本体,测量系统本体包括依次设置的多光谱光源(1)、显微物镜(2)、透镜(3)、分光镜一(4)、聚焦色散透镜(5)和待测物体(6),待测物体(6)位于聚焦色散透镜(5)的聚焦范围内,分光镜一(4)后方设置有分光镜二(7),分光镜二(7)前方依次设置有消色差显微物镜(8)和光纤光谱仪(9),分光镜二(7)后方设置有双焦点衍射元件(10),双焦点衍射元件(10)后方设置有图像传感器(11),图像传感器(11)置于双焦点衍射元件(10)后小焦距以内,光纤光谱仪(9)和图像传感器(11)分别与计算机(12)连接。

2.根据权利要求1所述的光谱共焦扫描共光路数字全息测量系统,其特征在于:聚焦色散透镜(5)的聚焦范围为最小波长的光λmin和最大波长的光λmax的聚焦点之间距离。

3.一种采用权利要求1所述的光谱共焦扫描共光路数字全息测量系统的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:

步骤一:多光谱光源(1)通过显微物镜(2)和透镜(3)的光束整形后,形成工作用平行光;该平行光经聚焦色散透镜后产生色散,使得不同波长的光线在光轴上的不同位置聚焦;

当待测物体(6)置于聚焦范围内时,只有聚焦在待测物体(6)分层界面的光线能够返回至聚焦色散透镜(5),此时,待测物体(6)存在有几个分层界面,则有几个波长的光线返回至聚焦色散透镜(5),形成测试光束;

步骤二:测试光束经分光镜一(4)和分光镜二(7)后分为两束,其中经分光镜二(7)反射的光线由消色差显微物镜(8)耦合至光纤光谱仪(9),经光纤光谱仪(9)频谱分析后,确定反射回来的光线中存在的波长,从而确定待测物体(6)分层界面的位置;经分光镜二(7)透射的光线由双焦点衍射元件(10)聚焦后,将透射光线在图像传感器(11)的前后分成两个会聚光束焦点,该会聚光束在图像传感器(11)靶面形成数字全息干涉图;

步骤三:将获得的数字全息干涉图进行预处理;首先,进行傅里叶变换得到频谱图,不同波长引入不同的载波,使得不同波长的频谱信息在频域里串扰很小;然后,利用滤波窗口提取出不同波长的+1级频谱;最后,对其进行逆傅里叶变换得到物光波的复振幅分布;

步骤四:利用数字全息角谱相位重构算法,分别获得不同波长的重构相位,从而确定待测物体不同分层界面的三维形貌。