[实用新型]一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置

权利要求书

1.一种部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：包括部分相干光产生单元和物体相位测量单元，所述物体相位测量单元包括

-分束镜，用于透射所述部分相干光产生单元产生的部分相干光，并反射经由空间光调制器调制后的光束；

-空间光调制器，垂直于所述部分相干光产生单元的光轴放置，用于加载待测相位物体和对待测相位物体进行相位扰动的扰动点，所述空间光调制器反射所述分束镜透射的光，并让调制后的光经过所述分束镜再次发生反射；

-多孔阵列板，供所述分束镜反射的光束穿过，所述多孔阵列板上设有周期排列的二维小孔阵列并在阵列中心附近设有一个参考小孔，所述多孔阵列板上的参考小孔对准所述分束镜反射的光束，所述多孔阵列板与空间光调制器之间的距离满足z≥d*L/λ，其中，d是多孔阵列板上小孔间的间隔，L是待测相位物体最宽处的尺寸，λ是部分相干光产生单元中激光光源的波长；

-傅里叶透镜，紧挨所述多孔阵列板之后放置，或能够使所述多孔阵列板位于傅里叶透镜的前焦面上，用于对穿过所述多孔阵列板的光束进行傅里叶变换；

-电荷耦合元件，放置在傅里叶平面处拍摄光强信息；

-计算机，与所述空间光调制器和电荷耦合元件连接，控制所述空间光调制器上的相位加载，并对拍摄得到的光强进行实时反傅里叶变换、筛选以及反传输处理，获得物体的相位信息。

2.根据权利要求1所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：当目的为产生传统高斯关联的部分相干光时，所述部分相干光产生单元包括依次设置的激光器、对激光器发出的激光束进行扩束的扩束镜、对光束进行准直的准直透镜和对光束进行整形的高斯滤波片，由所述高斯滤波片出来的光透射过所述分束镜，到达所述空间光调制器。

3.根据权利要求2所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：当目的为产生拉盖尔高斯关联的部分相干光时，所述部分相干光产生单元包括依次设置的所述激光器、对激光器发出的激光束进行扩束的扩束镜、对扩束后的光进行相位改变的螺旋位相板、对光束进行准直的准直透镜和对光束进行整形的高斯滤波片，由所述高斯滤波片出来的光透射过所述分束镜，到达所述空间光调制器。

4.根据权利要求3所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述部分相干光产生单元还包括相干度调节组件，所述相干度调节组件包括对经所述扩束镜扩束后的光束或经所述螺旋位相板改变相位的光束进行聚焦的透镜，以及对聚焦后的光束进行散射的旋转毛玻璃，经所述旋转毛玻璃散射出来的光由所述准直透镜进行准直。

5.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述分束镜反射的光束还可通过反射镜反射到所述多孔阵列板上。

6.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述扰动点位于待测相位物体的任意位置，其尺寸远小于待测物体尺寸，其相位赋值有异于原待测相位物体于该位置的相位即可。

7.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：通过激光在不透光的基板上刻蚀一个参考小孔和以参考小孔为圆心向x和y方向各偏移一定距离再对称激光刻蚀二维小孔阵列，形成所述多孔阵列板，各二维小孔间的间隔需满足d≤z*λ/L，其中z为物平面到所述多孔阵列板的距离，L是待测相位物体最宽处的尺寸，λ是部分相干光产生单元中激光光源的波长；偏移量的大小满足a/2≤Δx＝Δy≤d/2-a/2，其中a为二维小孔的尺寸；参考小孔和各二维小孔的尺寸一致，需满足远小于待测物体尺寸，且小于二维 小孔间隔的三分之一；所述多孔阵列板的结构也可以通过所述空间光调制器模拟。

8.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述空间光调制器为反射式纯相位空间光调制器。

9.根据权利要求5所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述分束镜是光强50：50的半透半反镜。

10.根据权利要求4所述的部分相干光照明下的非迭代相位恢复装置，其特征在于：所述螺旋位相板的拓扑荷数为2。