[发明专利]强度关联复值目标成像装置

说明书

技术领域

本发明属于光学成像领域，具体的说是一种强度关联复值目标成像装置。

背景技术

现有复值目标的图像获取可以通过直接成像和间接成像两种方式来实现。

直接成像的主要原理是在相干光照明的成像系统中引入参考干涉光路，利用接收端两个面阵CCD探测器空间位置的精确定位进行差分探测，从而可以直接得到目标的振幅信息和相位信息。该方法由于采用差分探测可以消除干涉本征项，因此所获取的复值目标图像具有较好的对比度。然而，该成像方式在实际应用中存在一定的局限性。首先，该成像方式需要有很好的相干光源和成像元件，这一点导致这种成像方式很难推广到全波段，比如X射线波段的成像就因为很难得到相干光源而难以实施，并且成像系统中的透镜等成像元件也因为在X射线波段没有合适的成像元件而困难重重；其次，该成像方式需要高分辨的大面阵CCD探测器，而目前长波波段CCD照相机工艺和制作技术很难攻关且成本昂贵，现在世界上最先进的技术水平也只能做到256×256的红外CCD，而我国目前还只能做到16×16的红外CCD，要想达到类似可见光波段的照相机功能，仍然存在巨大的困难；再次，该成像方式要求接收端的两个面阵CCD探测器的空间位置具有严格的对称性，同时还要求此两个面阵CCD探测器精确到像元对像元的差分探测；此外，整个成像系统属于位相敏感测量，该成像方式抗干扰能力较差。

间接成像方式主要是利用相干光（通常是平面波）照射复值目标，利用面阵CCD探测器记录目标的衍射谱后通过位相恢复算法反演计算出物体的具体信息。通常，间接成像方式获取目标的衍射谱时光路结构比较简单，对于纯振幅目标、纯相位目标和较简单的复值目标可以通过采样位相恢复算法很容易的重构出目标图像。然而，对于结构较为复杂的复值目标，往往通过位相恢复算法是很难重构出复值目标图像的。此外，由于该成像方式也需要好的相干光源，使得该成像方式也很难推广到全波段。

发明内容

针对上述目标成像存在的问题，本发明提供一种强度关联复值目标成像装置，该装置可以同时获得复值目标的振幅信息和相位分布信息。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案如下：

一种强度关联复值目标成像装置，特点在于其构成包括热光源、沿该热光源发出的光束的前进方向设有第一分光棱镜，该第一分光棱镜将入射光束分为透射光束和反射光束，该反射光束是参考光路，该光路上设置具有高空间分辨能力的面探测器，该面探测器的输出端与计算机的输入端相连；所述的透射光束方向是物光路，沿该物光路是第二分光棱镜，该第二分光棱镜将所述的透射光束又分为第二透射光束和第二反射光束，该第二反射光束经第二反射镜、相位延迟片进入第三分光棱镜，所述的第二透射光束经待测复值目标、第一反射镜进入第三分光棱镜，并在第三分光棱镜的分光面处与所述的第二透射光束重叠干涉后透过第三分光棱镜分别由第一桶探测器和第二桶探测器探测，所述的第一桶探测器的输出端和第二桶探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连，所述的第二分光棱镜、待测复值目标、第一反射镜、第二反射镜、相位延迟片和第三分光棱镜组成物臂干涉仪，该物臂干涉仪各元件之间的位置满足下列关系：

z₁+z₂+z₃＝z₄+z₅

其中：z₁表示第二分光棱镜到待测复值目标的距离；

z₂表示待测复值目标到第一反射镜的距离；

z₃表示第一反射镜到第三分光棱镜的距离；

z₄表示第二分光棱镜到第二反射镜的距离；

z₅表示第二反射镜到第三分光棱镜的距离；

所述的面探测器的探测面到热光源的中心距离z和待测复值目标的被探测面到热光源中心的距离（z₀+z₁）满足下列关系：