[发明专利]一种共光路数字全息显微测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，包括沿光路方向依次固定设置的光纤激光器(1)、光纤准直器(2)、可调衰减器(3)、显微物镜(5)、平面平晶(6)、会聚透镜(7)、滤波器(8)和成像探测器件(9)，所述成像探测器(9)通过电缆与计算机(10)连接，光纤激光器(1)与计算机(10)通过控制线连接。

2.根据权利要求1所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，所述光纤激光器(1)与光纤准直器(2)通过单模光纤连接。

3.根据权利要求2所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，显微物镜(5)的焦平面上放置待测样品(4)。

4.根据权利要求3所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，平面平晶(6)的前表面和后表面具有同等光学表面质量，所述且平面平晶(6)的后表面镀制高反射率薄膜。

5.根据权利要求4所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，滤波器(8)置于平面平晶(6)前表面反射光束的会聚焦点处。

6.根据权利要求5所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，所述滤波器(8)包括针孔滤波窗口(12)和圆孔滤波窗口(13)。

7.根据权利要求1所述的一种共光路数字全息显微测量装置，其特征在于，所述可调衰减器(3)和显微物镜(5)之间还设置有分束镜(11)。

8.一种共光路数字全息显微测量方法，其特征在于，所述方法采用权利要求1-7任一所述的一种共光路数字全息显微测量装置，包括以下步骤：

步骤一：波长调谐相移标定：利用测试光与参考光之间的光程差Δh＝2h/cosθ和激光器的波长λ，可获得此刻的相应相位为根据激光器的波长λ与电压间的关系，可获得相位与电压间关系，即实现波长调谐相移的标定；

步骤二：记录波长调谐相移数字全息图：利用相位与电压间的标定数据，给定一系列电压值，可以获得不同相移量的数字全息图，例如经典的四步相移，共采集四幅数字全息图，每幅图的相移量为π/2；

步骤三：数字全息图重建：利用相移干涉法相位计算方法，实现数字全息图的相位重建，例如四步相移算法，其中四幅相移数字全息图分别为H₁(x，y)，H₂(x，y)，H₃(x，y)，H₄(x，y)，其相位重建结果为：