[发明专利]一种水下后向散射传递函数的光学测试装置及方法

权利要求书

1.一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：包括水箱体、光学系统、第一图像传感器和第二图像传感器，其中，所述水箱体内依次设置有吸光装置和散射粒子，所述光学系统设置于水箱体外，接收成像目标接收光照后经过悬浮颗粒形成的后向散射，所述第一图像传感器和第二图像传感器安装于光学系统的光轴上，接收不同焦面位置的图像，根据第一图像传感器和第二图像传感器同步采集后向散射的图像，通过分析二者图像之间的差异，获取后向散射的光学传递函数；

所述第一图像传感器和第二图像传感器相对于光学系统的等效光路存在轴向间距Δf，满足

其中，λ为照明光的中心波长，NA为像方数值孔径。

2.如权利要求1所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：光照由光源发出，且该光源的照射角度可调。

3.如权利要求2所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：光源发射的照明光照射到水箱体中的散射粒子发生前向散射和后向散射，其中前向散射和剩余的照明光被吸光装置所接收。

4.如权利要求1所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：后向散射进入光学系统，经过分光板被分为两束，一束成像于第一图像传感器，另一束成像于第二图像传感器。

5.如权利要求1所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：所述散射粒子悬浮于水箱体的液体中。

6.如权利要求1所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：所述吸光装置安装于水箱体的一侧，用于吸收额外的杂光。

7.如权利要求1所述的一种水下后向散射传递函数的光学测试装置，其特征是：

第一图像传感器和第二图像传感器与控制器通信，控制器将后向散射N_b作为成像目标，离焦距离为f像面的后向散射像U_b为：

其中，*为卷积运算，P为光学系统的点扩散函数，x,y为像方笛卡尔坐标系，r,为物方极坐标系，f为离焦量，离焦距离为f+Δf像面的后向散射像U_b'为：

后向散射在轴向间距为Δf两个像面间的传递函数为：

为傅里叶变换。

8.一种基于如权利要求1-7任一项所述的水下后向散射传递函数的光学测试装置的测试方法，其特征是：光学系统接收散射粒子的后向散射，采集光学系统不同焦面位置的图像，通过分析二者图像之间的差异，获取后向散射的光学传递函数。