[发明专利]超高速预置赝热光源装置及其控制方法

说明书

超高速预置赝热光源装置，包括可控脉冲式激光器、带有高精度光栅尺的旋转步进电机、随机相位板、标定相机、成像透镜以及控制器。所述赝热光源装置通过精确控制毛玻璃位置、激光器脉冲发出时间、标定相机开始曝光时间构成一套固定的可重复使用的预置赝热光场，且各辐照位置采用首尾相接的循环设计方式，使得本装置生成的赝热光场可闭环连续使用。本发明超高速预置赝热光源具有光场切换速度快、可闭环等特点，在实时成像的强度关联成像中有很大的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种超高速预置赝热光源装置，可应用于强度关联成像领域，尤其对于快速关联成像成像具有重要意义。

背景技术

由于具有光强关联特性和较好的大气传输特性，人为调控产生的赝热光在光学关联成像、激光目标探测与无线光通信等领域有着广泛应用价值。在可见光和近红外波段，现有的赝热光主要有基于旋转毛玻璃和液晶光阀两大类产生方式。最早的赝热光是由Martienssen和Spiller在1964年设计发明的，它由连续激光通过旋转毛玻璃(亦即随机相位板)产生，但是这种自由旋转产生的赝热光源，各辐照位置不受控制，因此需要一台参考相机实时采集生成的光场，当需要进行高速度的赝热光场生成时，相机的采集速度成为瓶颈，为了突破这一瓶颈，多种赝热光源装置被提出。

公告号为CN105223698A的中国发明专利公开了一种基于阵列光束的赝热光源，其包括脉冲激光器、光纤耦合器、电光相位调制器、射频驱动电源、光纤放大器、光纤束阵列及扩束准直器，其中，所述脉冲激光器、光纤耦合器、电光相位调制器、光纤放大器及光纤束阵列通过单模光纤依次相连。通过调节各光纤长度改变激光相位，形成赝热光场，这一光场具有高亮度、快速时变的效果。

公告号为CN101839763B的中国发明专利公开了一种基于液晶光阀调制方式的高亮度可控赝热光源，其包括脉冲式激光器、可调扩束准直系统、起偏器、第一检偏器、可调孔径光阑、液晶光阀、第二检偏器、液晶光阀控制系统。其中，脉冲式激光器、可调扩束准直系统、起偏器、第一检偏器、可调孔径光阑位于同一光轴上，光轴位于液晶光阀的入射光光轴上，另一片第二检偏器位于与所述入射光光轴相对应的液晶光阀反射光光轴上。激光器输出的激光最后照射在由液晶光阀控制系统控制的液晶光阀上，通过控制液晶光阀，得到动态的散斑场。

上述两种调制方式依然存在损坏阈值低、光场具有周期性等缺点，因此另一种同样采用随机相位板的调制方式被提出。公告号为CN103256503B的中国发明专利公开了一种寻址式高速赝热光源的制备方法，其构成包括，脉冲式激光器，控制器，随机相位板，电控二维转台和阵列探测器，所述电控二维转台驱动随机相位板以预定路径扫描，控制器控制脉冲式激光器发出激光脉冲的时刻，激光脉冲每次都照射到随机相位板预定扫描区域，发出的激光散斑序列与预定扫描区域一一对应。这种调制方式具有以下缺点，第一，所有寻址位置独立，浪费大量随机相位板有效面积，第二规划路线不闭环，赝热光场无法持续使用。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种超高速预置赝热光源装置及其控制方法，以实现调制速度高、可连续闭环使用的赝热光源。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种超高速预置赝热光源装置，其特点在于，包括具有光栅尺的旋转步进电机、随机相位板、视场光阑、脉冲式激光器、光场标定透镜、标定相机以及控制器，其特点在于：沿所述的脉冲式激光器的出射光方向，同光轴依次设有随机相位板、视场光阑、光场标定透镜和标定相机，所述光场标定透镜将视场光阑位置处的散斑场成像至标定相机，所述旋转步进电机的转动轴与随机相位板相连且同心，所述的控制器通过同轴线缆对旋转步进电机、脉冲式激光器和标定相机进行时序控制。

利用上述超高速预置赝热光源装置产生赝热光源的控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：