[发明专利]基于分光瞳的反射式共路数字全息装置与方法

权利要求书

1.一种基于分光瞳的反射式共路数字全息装置，包括光源(1)、准直扩束系统(2)，其特征在于：该装置还包括第一透镜(3)、分光瞳(4)、物镜(5)、反射光栅(7)、掩膜板(8)、第二透镜(9)、图像传感器(10)和计算机(11)；光源(1)发射的光束经准直扩束系统(2)后，依次经过第一透镜(3)、分光瞳(4)、物镜(5)斜入射在待测物体(6)上，经待测物体(6)反射后，再依次经过物镜(5)、分光瞳(4)后，被反射光栅(7)反射并衍射分光后，依次经过掩膜板(8)和第二透镜(9)后，由图像传感器(10)的光接收面接收，图像传感器(10)的图像信号输出端连接计算机(11)的图像信号输入端；所述的第一透镜(3)的后焦面与物镜(5)的前焦面共平面，物镜(5)的共轭前焦面与第二透镜(8)前焦面共平面；分光瞳(4)紧邻物镜(5)的入射口平面；待测物体(6)在物镜(5)的后焦面放置；反射光栅(7)与光轴方向成45°角倾斜放置，且在物镜(5)与掩膜板(8)之间放置；掩膜板(8)在第二透镜(9)的前焦平面放置；图像传感器(10)在第二透镜(9)的后焦平面放置。

2.根据权利要求1所述的一种基于分光瞳的反射式共路数字全息装置，其特征在于：所述分光瞳(4)分为入射光瞳A和出射光瞳B，且入射光瞳A与第一透镜(3)共光轴，出射光瞳B与第二透镜(9)共光轴。

3.根据权利要求1所述的一种基于分光瞳的反射式共路数字全息装置，其特征在于：所述反射光栅(7)为二值一维周期光栅、正弦一维周期光栅或余弦一维周期光栅。

4.根据权利要求1所述的基于分光瞳的反射式共路数字全息装置，其特征在于：所述掩膜板(8)的大孔C让0级衍射光全部通过形成物光，针孔D让+1或-1级衍射光滤波通过形成参考光，或者大孔C让+1或-1级衍射光全部通过形成物光，针孔D让0级衍射光滤波通过形成参考光。

5.一种基于权利要求1所述的一种基于分光瞳的反射式共路数字全息装置的全息方法，其特征在于：包括如下步骤：调整光源，使光源发射的光束经过准直扩束系统准直扩束后形成平行光，依次经过第一透镜、分光瞳的入射光瞳和物镜后，平行斜入射在待测物体上，经待测物体反射后，依次经过物镜、分光瞳的出射光瞳，被反射光栅反射并衍射形成多级衍射光，经过掩膜板后形成物光和参考光，经过第二透镜后两光束汇合形成载波干涉图，被图像传感器采集并上传到计算机中；利用载波恢复算法恢复待测物体的三维形貌。