[发明专利]一种离轴数字全息成像装置及成像方法

说明书

本发明涉及全息成像技术领域，具体是涉及一种离轴数字全息成像装置及成像方法。该装置包括如下组成部分：激光器，用于向待测物体发射激光光束；光栅，用于使从待测物体射出的激光光束发生衍射；偏振分光棱镜，用于使发生衍射之后的激光光束形成干涉条纹；摄像机，用于采集干涉条纹以构建待测物体的图像；激光器、光栅、偏振分光棱镜、摄像机沿光路方向依次设置；干涉条纹所在的平面尺寸与衍射之后的激光光束截面尺寸相对应，干涉条纹构成的区域沿光路方向在摄像机上的投影位于摄像机的靶面内。本发明由于采集了携带待测物体信息的所有光束，从而提高了通过干涉条纹获取的图像的分辨率，进而提高了通过图像还原的待测物体形状还原度。

技术领域

本发明涉及全息成像技术领域，具体是涉及一种离轴数字全息成像装置及成像方法。

背景技术

光学全息照相术传统上被认为是一个两步过程，第一步是在全息图中干涉记录一个波场，第二步是通过衍射重建存储在全息图中的波场。从一个物体反射或透射的光也就是物光到达全息图平面，而另一个光波即参考光，同时照亮全息图平面。两种光波的叠加、干涉产生条纹或斑纹图案，然后由强度敏感的介质或设备记录下来。为了重建或读取全息图，另一个参考波照亮全息图，然后全息图在条纹或散斑图案上衍射。其中衍射光波形成了一幅图像，它以振幅和相位再现了原始的物体波。正是整个光场(包括相位)的重建，才使得全息术具有许多独特的性质和应用，而摄影只能再现光的强度。

数字全息术与光学全息术相比，主要有两处不同，一是记录的介质，二是全息图的再现方法。在数字全息图记录过程中，用数字相机等电子记录设备代替了传统光学全息术中的全息干板。数字全息术的再现过程是在计算机上进行的，利用算机进行数值模拟光波通过全息图的传播及其随后的衍射来实现全息图的再现，再现方便，难度比较低。

全息术按照不同的全息装置可分为同轴全息术和离轴全息术。同轴全息术是指物光和参考光之间没有夹角，而离轴全息是指参考光和物光之间有一定角度，也就是两束光之间有一定的剪切距使得这两束光在全息记录平面处干涉，并由此记录下物体位置信息和物体图像强度信息。

现有的离轴数字全息成像装置所获得的物体图像的分辨率低，以此导致通过低分辨率的图像还原的物体形状及颜色的还原度较差。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的之一是提供了一种离轴数字全息成像装置，能够提高图像的分辨率，进而提高了物体形状及颜色的还原度。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种离轴数字全息成像装置，该装置包括如下组成部分：

激光器，用于向待测物体发射激光光束；

光栅，用于使从待测物体射出的激光光束发生衍射；

偏振分光棱镜，用于使发生衍射之后的激光光束形成干涉条纹；

摄像机，用于采集干涉条纹以构建待测物体的图像；

所述激光器、光栅、偏振分光棱镜、摄像机沿光路方向依次设置；

干涉条纹在平面内，干涉条纹所在的平面尺寸与衍射之后的激光光束截面尺寸相对应，干涉条纹构成的区域沿光路方向在摄像机上的投影位于摄像机的靶面内。

进一步，所述光栅包括铌酸锂层和玻璃层，且玻璃层位于铌酸锂层远离待测物体的一侧。

进一步优选的，所述铌酸锂层的内部设置有六方形空腔格。

进一步优选的，所述光栅朝向待测物体的外侧面上设置有电极，所述光栅背离待测物体的外侧面上也设置有电极。

更进一步优选的，所述铌酸锂层的厚度为0.4um～0.6um。