[发明专利]一种离轴扫描全息三维目标实时联合变换识别系统及方法

权利要求书

1.一种离轴扫描全息三维目标实时联合变换识别系统，其特征在于，包括：激光器(1)、空间滤波器(2)、第一透镜(3)、第一分束镜(4)、第一反光镜(5)、第二透镜(6)、快门(7)、第二反光镜(8)、第二分束镜(9)、第一载物台(10)、第三透镜(11)、第一光电探测器(12)、计算机(13)、第三反光镜(14)、空间光调制器(15)、第四透镜(16)、第二载物台(17)、第二光电探测器(18)、实时显示器(19)，

所述激光器(1)出射光光轴方向与空间滤波器(2)中心保持一致，空间滤波器(2)置于第一透镜(3)和激光器(1)之间，且空间滤波器(2)与第一透镜(3)之间的距离为第一透镜(3)的焦距长；第一分束镜(4)垂直置于第一透镜(3)透射光的方向；第一反光镜(5)置于第一分束镜(4)反射光的方向；第二透镜(6)垂直置于第一反光镜(5)和快门(7)之间；第二反光镜(8)置于第一分束镜(4)透射光的方向；第二分束镜(9)置于第二透镜(6)透射光与第二反光镜(8)反射光交汇处；第一载物台(10)上放置待识别的三维目标物体；第三透镜(11)垂直置于第一载物台(10)和第一光电探测器(12)之间，第一光电探测器(12)与计算机(13)相连；第三反光镜(14)置于第二分束镜(9)透射光的方向，空间光调制器(15)垂直置于第三反光镜(14)反射光的方向，并与计算机(13)相连；第四透镜(16)置于空间光调制器(15)和第二载物台(17)之间，其中空间光调制器(15)位于第四透镜(16)的前焦面上；第二载物台(17)上放置啁啾光栅，啁啾光栅位于第四透镜(16)的后焦面上；第二光电探测器(18)紧贴啁啾光栅放置，且与实时显示器(19)直接相连。

2.一种离轴扫描全息三维目标实时联合变换识别实现方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)激光器(1)出射的平行光准直后经空间滤波器(2)调制为发散的球面波，球面光束经过第一透镜(3)形成平面波；平面波经第一分束镜(4)分为两路，其中透射光路经第二反光镜(8)与反射光路经第一反光镜(5)、第二透镜(6)、快门(7)在第二分束镜(9)汇合，调整第二反光镜(8)，使平面波经第二分束镜(9)后与球面波波矢方向成偏转角θ，且在物平面发生干涉，形成离轴菲涅尔波带板并作为扫描光束；

(2)通过计算机(13)控制第一载物台(10)对待测目标物体进行移动，采用离轴菲涅尔波带板对待测目标物体进行三维扫描，扫描后携带有物体相位信息的光波经第三透镜(11)会聚到第一光电探测器(12)进行接收，由此记录下目标物体全息图的电流信号；目标全息图电流信号经计算机(13)处理后和预先存储的全息数据库中参考物体全息图同时输入到空间光调制器(15)上；

(3)关闭快门(7)，将第二分束镜(9)透射的平面光经第三反光镜(14)垂直照射到空间光调制器(15)上，透过空间光调制器(15)的信号光波经第四透镜(16)完成联合傅里叶变换，并会聚到啁啾光栅上，通过计算机(13)控制第二载物台(17)上的啁啾光栅移动，信号光波对啁啾光栅进行一维扫描，扫描的电流信号由第二光电探测器(18)输入到实时显示器(19)，电流的强相关峰值将会实时显示在显示器上，达到三维目标实时识别的目的。