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专利号: 2022103638926
申请人: 哈尔滨理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
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:

1.一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像方法,其特征在于包括以下步骤:

采取任意一种方法,比如Gerchberg‑Saxton(GS)算法,生成多幅编码相位掩膜(Coded Phase Mask,CPM),并将其显示在相位型空间光调制器(Phase Spatial Light Modulator,PSLM)上;N为所述CPM的总数量,M为所述子光路的总数量,第n个CPM表示为CPMn;当所述PSLM显示CPMn的相位时,记录子光路m的第n个PSF,表示为PSFn,m;

所述子光路m的点扩散全息图(Point Spread Hologram,PSH)可写为:

所述子光路m的全息图表示为Hobj,m;记录所述全息图过程中,所述各个子光路分别产生的全息图以强度叠加的方式,曝光在图像传感器上,表示为:按照下式可重建所述子光路m的图像Rm:

其中,no为噪声项,可以忽略; 表示互相关运算及其任意一种改进方法;

则表示所述子光路m的重建图像;可根据不同偏振测量需求,设计所述子

光路m的偏振态,以及所述子光路的总数量M,以便于获取不同偏振态下的图像。

2.根据权利要求1所述一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像方法,其特征在于:所述子光路总数量M=3,且所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的偏振角度分别是0°、45°、90°;以H(x,y)、V(x,y)、T(x,y)分别表示所述子光路1、所述子光路2、所述光路3的重建结果;以所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的重建图像恢复的斯托克斯偏振参数可表示为:

3.一种基于多通道无干涉编码孔径相关全息术的偏振成像装置,其特征在于包括:

LED、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、光阑、第一偏振片、第二偏振片、第三偏振片、QWP、第一NPBS、第二NPBS、PBS、第一BS、第二BS、第一隔离板、第二隔离板、第三隔离板、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜、第四反射镜、PSLM、第一HWP、第二HWP、第三HWP、图像传感器、第一柱透镜、第二柱透镜、第三柱透镜、半反半透镜、目标物;所述一种基于MCI‑COACH的偏振成像装置包含四个子光路,分别是所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3和所述子光路4;其中,所述LED提供单色照明,所述PSLM可以采取任意一种相位型空间光调制器;本发明中采取基于向列相液晶的PSLM,其仅能调制单一角度的线偏振光,所述单一角度的线偏振光的角度为PSLM的调制偏振角;

所述子光路1包括:所述PBS、所述第一隔离板、所述第四反射镜、所述第二HWP、所述第一柱透镜、所述第一BS;其中,由所述PBS至所述子光路1的透射光偏振角度为0°,并经由所述第二HWP旋转偏振态至45°;

所述子光路2包括:所述PBS、所述第二隔离板、所述第三反射镜、所述第一HWP、所述第二柱透镜、所述第一BS;其中,由所述PBS至所述子光路2的反射光偏振角度为90°,并经由所述第一HWP旋转偏振态至45°;

所述子光路3包括:所述第一NPBS、所述第三隔离板、所述第一反射镜、所述第三柱透镜、所述半反半透镜、所述第二偏振片、所述第二NPBS,其中所述第二偏振片的偏振角度为

45°;

所述子光路4包括:所述第二NPBS、所述第三HWP、所述第三偏振片、所述第四透镜、所述第二BS、所述PSLM、所述图像传感器;

所述子光路1、所述子光路2、所述子光路3的光入射至所述子光路4后,均为45°的线偏振光;所述子光路4中,所述第三HWP将入射至所述子光路4的光旋转至所述PSLM的调制偏振角;

所述第三透镜与所述第四透镜构成4f系统,所述PSLM位于所述4f系统的后焦平面,所述第一柱透镜、所述第二柱透镜、所述第三柱透镜位于所述4f系统的前焦平面;故而所述第一柱透镜、所述第二柱透镜、所述第三柱透镜、所述第四透镜被成像在所述图像传感器上。