[发明专利]用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法及测试系统

权利要求书

1.用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S10，绘制灰度渐变图，所述灰度渐变图包括三个区域，分别为第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域的灰度值为0，所述第三区域的灰度值为a，0≤a≤255，所述第二区域的灰度值从第一灰度预设值开始依次递增加b，直至增加到第二灰度预设值，b为整数；

步骤S20，搭建用于输出结构光和参考光的光路系统，所述光路系统的空间光调制器用于加载所述灰度渐变图，并根据所述灰度渐变图的灰度值对结构光进行相位调制，经过相位调制的结构光与所述参考光发生干涉形成干涉条纹；

步骤S30，采集所述干涉条纹，生成干涉条纹图像，所述干涉条纹图像包括从所述第一灰度预设值到所述第二灰度预设值的干涉条纹图像；

步骤S40，对干涉条纹图像进行清晰化和边缘化处理，并提取干涉条纹图像的中心线，生成干涉条纹曲线图；

步骤S50，根据所述干涉条纹曲线图和所述灰度渐变图的信息，输出灰度相位曲线。

2.如权利要求1所述的用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，所述步骤S10中，所述第一灰度预设值为0，所述第二灰度预设值为255，b为1，所述第三区域的灰度值为255。

3.如权利要求1所述的用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，所述步骤S10中，利用信息处理模块绘制灰度渐变图，在绘制灰度渐变图时，所述第二区域所占像素大小根据分辨率大小计算，定义分辨率大小为M*N，像元大小为d，第一区域和第三区域的宽度均为L1，所述第二区域的宽度为D，所述第二区域所占像素个数为m，则

D＝md。

4.如权利要求1所述的用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，所述光路系统包括激光器、扩束镜、偏振片、分光棱镜、反射镜、空间光调制器、透镜和图像采集设备，激光器发出的激光束经过所述扩束镜进行扩束，扩束后的激光束经过偏振片，偏振方向调整为与所述空间光调制器液晶长轴方向平行，调整后的激光束垂直入射到所述分光棱镜，被分为两束相互垂直的第一光束和第二光束；所述第一光束透射并垂直入射到空间光调制器，经过所述空间光调制器调制后的第一光束由所述分光棱镜反射后经过所述透镜生成结构光场，作为结构光；第二光束经反射垂直射入到所述反射镜，经所述反射镜反射返回至所述分光棱镜，作为参考光，所述参考光和所述结构光于所述分光棱镜处汇合发生干涉，并通过所述透镜聚焦成像在所述图像采集设备上，所述图像采集设备输出干涉条纹图像。

5.如权利要求1所述的用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，所述步骤S40中，所述对干涉条纹图像进行清晰化和边缘化处理的实施方式为：利用图像平滑算法消除噪声以使干涉条纹图像增强；利用图像锐化技术以使干涉条纹图像边缘变得清晰。

6.如权利要求1所述的用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试方法，其特征在于，所述步骤S50中，根据干涉条纹曲线图和灰度渐变图的信息，输出灰度相位曲线的具体实施方式为：

将所述干涉条纹曲线和所述灰度渐变图输入信息处理模块，所述信息处理模块以所述第一区域的干涉条纹曲线作为基准，采用相位模型转换的方法计算出第二区域每个灰度值对应的相位调制量，以灰度值作为横坐标和计算得到的相位调制量作为纵坐标绘制灰度相位曲线，所述相位模型转换满足以下关系式：

其中，∧为条纹周期，为相位调制量；δ为条纹平移量。

7.用于获取空间光调制器相位调制曲线的测试系统，其特征在于，所述用于获取空间光调制器相位调制曲线的系统包括光路系统、图像处理模块和信息处理模块，所述信息处理模块用于输出灰度渐变图，所述光路系统根据所述灰度渐变图对应的灰度值输出干涉条纹图像，所述图像处理模块用于对所述干涉条纹图像进行清晰化和边缘化处理，并用于提取处理后的干涉条纹图像的中心线，生成干涉条纹曲线图，所述信息处理模块接收所述图像处理输出的干涉条纹曲线图，并根据所述干涉条纹曲线图和灰度渐变图的信息输出灰度相位曲线。