[发明专利]一种静态光学扫描倾斜全息系统及实现方法

说明书

本发明公开了一种静态光学扫描倾斜全息系统及实现方法，属于光学数字全息成像技术领域，包括激光器，小孔，第一透镜，第一偏振片，分束镜，空间光调制器，第二偏振片，偏振分束镜，四分之一波片、旋转台、物体，第二透镜，光电探测器，计算机；本发明采用空间光调制器代替传统OSH中的二维扫描装置，增加系统的稳定性，且消除了由于二维扫描装置振动所带来的全息图记录过程中的噪声，提高全息图重建质量；其中增加旋转台可实现较大的采样间距来记录离轴物体光信息，达到同等重构全息图质量条件下减少采样时间的效果；本发明整体系统结构简单，数据处理方便快捷，在光学全息显微，三维物体识别，光学遥感、医学成像等领域具有广泛应用前景。

技术领域

本发明属于光学全息成像技术领域，具体属于一种静态光学扫描倾斜全息系统及实现方法。

背景技术

光学扫描全息(OSH)作为一种特殊的数字全息技术，可以实现非相干实时记录，通过对物体进行一次二维光学扫描可获取三维对象的全息信息。OSH可有效避免传统全息术存在的孪生像、零级斑等问题，且具有实时性好、分辨率高等特点，在光学全息显微，三维物体识别，光学遥感、医学成像等领域具有广泛应用前景。

但是，传统OSH需要干涉仪，二维扫描装置和移频器先获得随时间变化的菲涅耳波带片(FZP)，并以此扫描三维物体，这使光学设置变得复杂，且二维扫描装置在扫描过程中由于机械振动的影响会增加全息图记录的噪声。此外，随着要记录的像素点越多，扫描时间就会越长。

文献“Coaxial scanning holography”提出了一种同轴扫描全息系统，该系统通过几何相位透镜在不分离光路的情况下产生扫描光束图案，但由于保留了二维扫描装置，导致全息图记录过程中不可避免地产生一些噪声，影响物体重建的成像质量。

文献“一种无机械运动扫描的光学扫描全息技术”提出一种改进的光学扫描全息装置，此装置仍沿用传统OSH的马赫一曾德尔干涉仪作为基本架构，结构较为复杂，且记录的像素点增多，扫描时间就会增长。

文献“Motionless optical scanning holography”提出一种改进的光学扫描全息系统，该系统利用空间光调制器的偏振灵敏度，解决了传统OSH的装置复杂性问题，但仍避免不了同等条件下随着记录像素点的增多，扫描时间就会增长的问题。

文献“Optical Scanning Tilt Holography”提出一种光扫描全息术的新方案，该方案可以通过使用较大的采样间距来记录离轴物体光，解决了同等条件下随着记录像素点的增多，扫描时间就会增长的问题。由于此方案中的装置仍沿用传统OSH的马赫—曾德尔干涉仪作为基本架构，且保留了二维扫描装置结构较为复杂，因此会增加全息图记录的噪声，影响重建像质量。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供了一种静态光学扫描倾斜全息实现方法，解决了现有技术中存在的缺陷。

为了实现以上发明目的，本发明采取的技术方案如下：

一种静态光学扫描倾斜全息系统，包括：激光器1，小孔2，第一透镜3，第一偏振片4，分束镜5，空间光调制器6，第二偏振片7，偏振分束镜8，四分之一波片9、旋转台10、物体11，第二透镜12，光电探测器13，计算机14。

其中，激光器1出射光光轴方向与小孔2中心保持一致，小孔2置于第一透镜3和激光器1之间，且小孔2与第一透镜3之间的距离为第一透镜3的焦距长。第一偏振片4和分束镜5位于第一透镜3的两侧，空间光调制器6垂直置于分束镜5透射光的方向；第二偏振片7位于分束镜5和偏振分束镜8之间，四分之一波片9置于偏振分束镜8和旋转台10之间，物体11置于旋转台10上，第二透镜12位于偏振分束镜8和电探测器13的两侧，光电探测器13与计算机14相连接。

本发明所述的一种静态光学扫描倾斜全息实现方法，具体包括以下步骤：