[发明专利]一种基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复检测装置及相位恢复方法

权利要求书

1.一种基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复方法，其特征在于，该方法基于检测装置来实现，该装置包括沿光路方向依次设置的激光器（1）、衰减镜（2）、显微物镜（3）、小孔滤波器（4）、准直透镜（5）、待测元件（6）、菲涅尔波带片（7）、图像采集装置（8），所述激光器（1）与所述衰减镜（2）平行设置，所述显微物镜（3）位于所述衰减镜（2）之后，所述小孔滤波器（4）位于所述显微物镜（3）之后且位于所述显微物镜（3）的会聚焦点处，所述准直透镜（5）位于所述小孔滤波器（4）之后，且所述准直透镜（5）的前焦点位于所述小孔滤波器（4）处，所述待测元件（6）位于所述准直透镜（5）之后，所述菲涅尔波带片（7）位于所述待测元件（6）之后，所述图像采集装置（8）位于所述菲涅尔波带片（7）之后且位于所述菲涅尔波带片（7）的某一离焦位置处；

所述的相位恢复方法包括以下步骤：

所述激光器（1）产生激光，所述的激光通过所述衰减镜（2）衰减、所述显微物镜（3）会聚、所述小孔滤波器（4）滤波后，经由所述准直透镜（5）准直为平行光入射到所述待测元件（6）上，出射光波入射到所述菲涅尔波带片（7）上会聚，所述图像采集装置（8）在所述菲涅尔波带片（7）的最佳离焦位置处采集带有复合频段衍射信息的光强图，并使用相位恢复方法进行计算，求解得到待测元件的出射相位，从而获得其面形误差分布；

所述的相位恢复方法采用迭代式相位恢复方法，具体步骤如下：

（1）使用菲涅尔波带片的相位分布作为待测波前相位的初始估计值；

（2）通过正向衍射理论将波前相位估计值衍射传播计算至待测光强面，并得到其光场光强图的复振幅分布；

（3）使用所述图像采集装置（8）在衍射面测得的光场光强图的平方根作为真实振幅值替换步骤（2）计算得到的复振幅的实部，得到新的复振幅；

（4）使用逆向衍射理论将替换后的新的复振幅衍射传播计算至待测估计面，得到待测相位的估计值；

（5）对计算得到待测相位的估计值施加支持域的约束，作为波前相位新的估计值；

（6）将波前相位新的估计值更新所述的步骤（1）中的初始估计值，当达到预设的迭代次数时，结束迭代，从而得到待测元件的出射相位；否则，重复步骤（2）至（6）。

2.根据权利要求1所述的基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复方法，其特征在于，所述菲涅尔波带片（7）为相位型波带片。

3.根据权利要求1所述的基于菲涅尔波带片衍射信息融合的相位恢复方法，其特征在于，所述图像采集装置（8）为CCD相机。