[发明专利]用于体全息存储系统实现像素一一匹配的装置及调整方法

权利要求书

1.一种用于体全息存储系统实现像素一一匹配的装置，其特征在于，所述实现像素一一匹配的装置的整体支架(7)为一个U形架，U形架的两支上分别开了两个孔，用于傅立叶变换透镜前组(3)与傅立叶变换透镜后组(4)的定位；偏振分光棱镜支架(6)的基本结构是一个“几”字形，偏振分光棱镜(2)放置于其槽内，而偏振分光棱镜支架(6)侧面的空间光调制器(1)用螺钉与该支架固定；U形架的底部延伸出一个平台，其上固定有用于调整像感器(5)的3个平移自由度——上下y、前后z、左右x，以及3个转动自由度——俯仰γ、旋转α、偏摆β共6个自由度的调节架(9)；而像感器(5)则通过一个连接架(8)与调节架(9)相连。

2.根据权利要求1所述用于体全息存储系统实现像素一一匹配的装置，其特征在于，所述具有6个自由度的调节架的平移精度为1μm，转动精度为0.001°；调节第一旋钮(91)、第二旋钮(92)、第三旋钮(93)实现平移调节，调节第四旋钮(94)、第五旋钮(95)、第六旋钮(96)实现转动调节。

3.一种用于体全息存储系统实现像素一一匹配的调整方法，其特征在于，首先激光透过偏振分光棱镜(2)照射到空间光调制器(1)上，经空间光调制器(1)和偏振分光棱镜(2)反射后被傅立叶变换透镜前组(3)会聚，再由傅立叶变换透镜后组(4)还原，最终被像感器(5)接收，其中空间光调制器、偏振分光棱镜、傅立叶变换透镜前组、后组和像感器几个器件的位置误差都通过调整六自由度调节架的各个自由度来加以纠正，使像素匹配误差达到读出数据图像进行软件补偿的程度；具体调整步骤如下：

1)调节像感器沿轴向的坐标位置z，使接收到的棋盘格边缘清晰；

2)调节像感器的俯仰γ与偏摆β，通过目测及借助游标卡尺测量进行；

3)调节像感器的轴向旋转α，使莫尔条纹消失；

4)调节平移方向，包括上下y和左右x，消除灰色区域；

5)综合调节，重复第3步骤、第4步骤的调节，逐渐逼近最佳像素匹配。

4.根据权利要求3所述用于体全息存储系统实现像素一一匹配的调整方法，其特征在于，在保证空间光调制器位于傅立叶变换透镜前组的前焦面上的前提下，把空间光调制器、偏振分光棱镜、傅立叶变换透镜前组、后组这几个器件的位置误差所需要的调整综合到像感器上，通过调整像感器的6个自由度来加以纠正，像感器各自由度所需调整量与空间光调制器、偏振分光棱镜、傅立叶变换透镜前后组的位置误差关系由式(1)～(6)给出：

d_x＝-d_xSLM+d_x3+d_x4+Msinθ_zPBScosθ_zPBS-Msinθ_yPBS        (1)

d_y＝d_zSLM-d_zPBS-d_yPBS+d_y3+d_y4-Msin²θ_zPBS+Msin2θ_xPBS    (2)

d_z＝-d_ySLM+d_zPBS+d_yPBS-d_z3+d_z4+

M(1-cosθ_zPBS)+M(1-cosθ_yPBS)+M(1-cos2θ_xPBS)+           (3)

f(1-cosθ_y3)+f(1-cosθ_x3)+f(1-cosθ_y4)+f(1-cosθ_x4)

θx=θxSLM-arctan(sin2θzPBScosθzPBS)+2θxPBS-θx3-θx4---(4)]]>

θ_y＝θ_zSLM-arctan(sinθ_zPBS)+θ_yPBS-θ_y3-θ_y4           (5)

θ_z＝θ_ySLM-θ_zPBS-θ_yPBS                                (6)

其中M为空间光调制器的对角线长度，f为傅立叶变换透镜的焦距，d表示平移，θ表示旋转，下标x、y、z分别表示沿着相应的方向或绕着相应的轴，下标3、4分别表示傅立叶变换透镜前组与傅立叶变换透镜后组，SLM表示空间光调制器，PBS表示偏振分光棱镜。