[发明专利]一种基于混合焦距菲涅耳波带片的相位反演方法

摘要

本发明提供了一种基于混合焦距菲涅耳波带片的相位反演方法，在远场同一位置可以同时采集到部分波前的焦面和离焦面信息，只需一帧图像，且基于菲涅耳波带片，元件简单，轻便，可实现基于单帧远场图像的准确相位反演计算，计算速度快、精度高。

主权项

一种基于混合焦距菲涅耳波带片的相位反演方法，其特征在于：该方法利用的光学实现结构包括：混合焦距菲涅耳波带片(1)、光电探测器(2)，混合焦距菲涅耳波带片用于产生混合焦面、离焦面光强信息，光电探测器用于探测调制后光波所成的远场光斑图像，进而通过以下步骤处理远场光斑图像，实现对入射波前相位的反演：步骤1：已知入射光束近场强度分布Inear和对应的远场光斑图像强度分布Ifar，并设定相位反演方法中近场波前相位分布的初始值为0；步骤2：计算混合焦距菲涅耳波带片在焦面附近的远场复振幅分布：式中Afar为计算远场光波振幅分布，为计算的远场光波相位分布；步骤3：对比计算的远场光波振幅|Efar|和实际的远场光波振幅分布计算表征两者之间差异的评价指标：SSE=∫∫(|Efar|-Ifar)2/∫∫|Efar|2]]>若SSE小于设定的判定标准，表明本次计算所用近场光波复振幅与实际入射光波拥有一致的远场光强分布，则当前的近场波前即为实际的光束近场相位分布，作为相位反演结果输出，基于混合焦距菲涅耳波带片的相位反演方法结束；若SSE大于设定的判定标准，则方法继续；步骤4：将远场实际光强分布Ifar平方根作为远场光波振幅，变换后远场光波复振幅为：利用变化后远场光波复振幅E′far，计算逆向衍射后对应混合焦距菲涅耳波带片的近场光波复振幅：式中Anear为计算近场光波振幅分布，为计算的近场调制后光波相位分布；步骤5：将Inear的平方根作为近场光波振幅代替Anear，从而构成新的近场调制后光波复振幅，重新进入复原方法步骤2，开始新一轮的迭代计算，直至某次迭代复原运算的步骤3满足判定标准，则基于混合焦距菲涅耳波带片的相位反演方法结束，输出反演的光束近场相位分布结果。