[发明专利]电控折射率光栅实现光学图像信息处理的方法

权利要求书

1.一种电控折射率光栅实现光学图像信息处理的方法，其特征在于其处理的方法步骤如下：

步骤一、制备折射率光栅

使两束具有相干性的光束相交并输入到二次电光效应材料的光输入端，其中一束是携带待处理图像信息的信号光，另一束是不携带任何信息的参考光，它们在二次电光效应材料内形成光强分布不均匀的干涉条纹，这时通过在二次电光效应材料两侧施加外加电场，并利用光折变效应在二次电光效应材料中记录下折射率光栅，光栅建立并稳定后，二次电光效应材料就变成了存储有光学图像信息的元件，这里二次电光效应材料的厚度与两束具有相干性的信号光和参考光在相交时的夹角(θ)应使折射率光栅的衍射为拉曼-纳斯衍射；

步骤二、电控图像处理过程一

对步骤一所制备的光栅元件，可以通过外加电场的开关来控制该光栅元件的折射率光栅，当加上一定的外加电场时，折射率光栅被显现，这时就有拉曼-纳斯衍射出现，入射的携带图像信息的信号光的图像就会以拉曼-纳斯衍射的形式被旋转、放大；当外加电场撤去时，这时折射率光栅不显现，信号光与参考光直接透射，不发生任何衍射，信号光图像不被图像信息处理；

步骤三、电控图像处理过程二

将步骤一制备的光栅元件放在从其它激光器直接出射的光路中，使其出射的光束输入到光栅元件的光输入端，当加上一定的外加电场时，折射率光栅被显现，这时利用拉曼-纳斯衍射在光栅元件的光输出端即可获得各阶衍射图像信息，各阶衍射图像与+1阶衍射图像的比例与旋转关系与步骤二中相同，但其各阶衍射图像与步骤二中相应阶次的衍射图像大小不同，其各阶衍射图像与步骤二中相应阶次的衍射图像大小的比值与步骤三和步骤二中激光器波长的比值成正比；当外加电场撤去时，这时折射率光栅不显现，入射激光束直接透射，不产生拉曼-纳斯衍射。

2.根据权利要求1所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于：步骤一中所述二次电光效应材料可选用能够产生光折变效应并有清晰拉曼-纳斯衍射图像的二次电光效应材料，其中无机材料可为钽铌酸钾锂或钽铌酸钾钠或有机材料热交联聚氨酯。

3.根据权利要求1或2所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于在步骤一中，所述二次电光效应材料(9)选用掺杂铁离子的顺电相钽铌酸钾锂晶体，其中铁离子浓度为100摩尔钽铌酸钾锂分子中掺杂0.01摩尔铁离子，晶体尺寸为5.00×4.50×0.20立方毫米，晶体5.00毫米边长方向沿水平方向。

4.根据权利要求1所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于步骤一中产生两束相交的具有相干性的光束的装置由第一激光器(1)、分束镜(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)、空间光滤波器(5)、第一傅里叶透镜(6)、空间光调制器(7)、第二傅里叶透镜(8)组成；其中空间光滤波器(5)到第一傅里叶透镜(6)的距离为第一傅里叶透镜(6)的焦距；空间光调制器(7)到第二傅里叶透镜(8)的距离为第二傅里叶透镜(8)的焦距。

5.根据权利要求1、2或4所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于当所用二次电光效应材料的厚度不大于三毫米，小于一毫米时为最佳；相交的两束光的夹角不大于十度，小于三度时为最佳；在记录光栅过程中，需要具有较大二次电光系数的电光材料，大于10^-15米²/伏特²为最佳。

6.根据权利要求1所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于在步骤一与步骤二中，所述第一激光器(1)采用半导体激光器，它输出光的波长为532纳米；在步骤三中，所述第二激光器(13)采用氦-氖激光器，它输出光的波长为632.8纳米。

7.根据权利要求1所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于在步骤一与步骤二中，所述第一激光器(1)采用氦-氖激光器，它输出光的波长为632.8纳米；在步骤三中，所述第二激光器(13)采用半导体激光器，它输出光的波长为532纳米。

8.根据权利要求1、4、6或7所述的光学图像信息处理的方法，其特征在于在步骤一中，所述信号光的光强为40.00毫瓦每平方厘米，所述参考光的光强为50.00毫瓦每平方厘米，相交的信号光和参考光的夹角θ为1.50度，偏振方向在入射平面内。