[发明专利]基于双声光调制器的全息图像重建方法及重建系统

说明书

本发明公开了基于双声光调制器的全息图像重建方法及重建系统。其中，所述重建方法包括：将经傅里叶调制获得的点源脉冲信号进行分光，并经相互正交的两个声光调制器对分光进行滤波调制，其后将滤波调制后的分光进行耦合、经全息衍射光学元件的衍射及傅里叶调制得到重建光场，最后通过图像传感器接收重建光场并重建全息图像。本发明的重建方法和系统可有效提取物体的边缘信息，并对边缘信息产生增强效果，具有较好的信噪比，并具有实时性。

技术领域

本发明涉及数字全息技术领域。

背景技术

通过声光相互作用(acousto-optic interactions)进行信号处理的方法已得到广泛应用，其使用的声光调制器是一维设备，可将声光之间的相互作用限制在一个由声波和光波的波矢定义的平面中。一些具体的应用如：1984年，由Balakshy提出了使用声光相互作用来控制光学图像结构的可能性，1996年由Xia等人在实验中对布拉格方式下运行的声光调制器进行了二维图像处理，其将声光调制器作用于二维光学图像，然后图像的散射或衍射会携带原始光学图像处理后的版本。

但现有技术中，通过声光调制器进行的图像处理均为单光路处理，只能对图像的边缘信息进行一维提取。

发明内容

本发明的目的在于提出一种通过声光相互作用进行全息图像重建的方法及其重建系统，所述重建通过双声光调制器，可实现对图像中物体的边界信息的增强及选择性提取，同时可以有效提高图像信噪比。

本发明首先提供了如下的技术方案：

基于双声光调制器的全息图像重建方法，其包括：

将由激光器出射的激光转换为点源脉冲；

将所述点源脉冲进行傅里叶调制，得到初始光场；

将所述初始光场进行分光，得到相互垂直的分光光束；

通过两个相互正交的声光调制器对两个分光光束分别进行声光调制；

将声光调制后的两个出射光场进行耦合，得到出射光场；

将所述出射光场通过全息衍射光学元件进行衍射，得到衍射光场；

将所述衍射光场进行傅里叶调制，得到重建光场；

通过图像传感器接收所述重建光场并将其转换为全息图像。

根据本发明的一些优选实施方式，在对所述初始光场进行分光前，先对所述初始光场通过物屏进行调制。

在更具体的一些实施方式中，所述处理过程包括：

将激光器出射的一束光通过一个光瞳调制成点源脉冲，再经过傅里叶变换透镜将调制后的球面波变成平面波，其后将平行光通过物屏获得所述初始光场A₀(x,y)，并将整形后的光束通过分束镜分成两束，一束光通过竖直放置的的声光调制器，另一束光通过水平放置的声光调制器，将两束被声光调制器调制的出射光场用合束镜耦合，得到出射光场A₁(x,y)，并将其通过预先经全息算法设计得到的全息衍射光学元件进行衍射，再经傅里叶变换透镜将衍射获得的重建像会聚在重建平面上,得到所述重建光场U(x,y)，最终使用CCD将光信号接收并完成全息图的重建。

上述处理过程中，初始光场A₀(x,y)分束出来的两束光经声光调制器后，与入射光方向相同的被调制后的散射光搭载了较多部分有用信息，其与另一个方向上的散射光共同组成出射光场A₁(x,y)，并由衍射光学元件、透镜组成的全息再现系统实现全息重建。