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专利号: 2020115158827
申请人: 苏州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,包括:光源组件,所述光源组件包括激光器和第一分光元件,所述第一分光元件将激光器射出的光束分成第一光束和第二光束;

障碍光学组件,所述障碍光学组件包括第一透镜和第二透镜,所述第一透镜位于障碍物的前侧,所述第二透镜位于障碍物的后侧,其中,所述第一透镜和第二透镜构成4f成像系统;

可调光学组件,其位于待测物体的前侧,所述可调光学组件包括依次设置的第一遮光元件和空间光调制器,所述第一光束经第一遮光元件和空间光调制器后进入障碍光学组件;

前置光学组件,所述前置光学组件包括第二遮光元件和第三透镜,所述第二光束依次经第二遮光元件和第三透镜后进入障碍光学组件,所述第三透镜和第一透镜构成4f成像系统;

第一光探测组件,其用于检测障碍物的光学成像信息,所述第一光探测组件位于障碍光学组件的像空间,所述第一光探测组件包括第四透镜和第一光探测器,所述第四透镜位于所述第一光探测器的前侧,所述第二透镜和第四透镜构成4f成像系统;

第二光探测组件,其用于检测待测物体的光学成像信息,所述第二光探测组件位于障碍光学组件的像空间,所述第二光探测组件包括第二光探测器;

计算机,所述计算机与第一光探测器和空间光调制器连接,所述第一光探测器将障碍物的光学信息发送至计算机,所述计算机根据障碍物的光学信息调节空间光调制器以使得第二光束能够通过障碍物的开口。

2.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述第一光探测器和/或第二光探测器为光束轮廓分析仪。

3.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述第一遮光元件和/或第二遮光元件为光阑。

4.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述光源组件还包括扩束镜,所述扩束镜位于激光器与第一分光元件之间。

5.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述第一分光元件为第一分束镜。

6.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,还包括第二分束镜,所述第二分束镜位于待测物体与第一透镜之间,所述第三透镜出射的光束经所述第二分束镜反射进入所述障碍光学组件。

7.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述第二透镜的后端设置有第三分束镜,所述第二光探测器位于第三分束镜的第一出光面,所述第四透镜位于所述第三分束镜的第二出光面。

8.如权利要求1所述的基于空间相干结构调控的光学成像系统,其特征在于,所述激光器发出的光为完全相干线偏振光。

9.一种基于空间相干结构调控的光学成像方法,基于权利要求1‑8任一项所述的光学成像系统,其特征在于,包括以下步骤:S1、令第一遮光元件处于遮光状态,第二遮光元件处于打开状态,利用第一光探测器检测频谱域障碍物的光强图像分布I(l2),其中,l2为输出面的任意一点坐标;

S2、所述计算机获取频谱域障碍物的光强图像分布I(l2),并设计与入射光空间相干结构成傅里叶变换关系的p(v)函数的空间分布;其中,根据频谱域障碍物的光强图像分布I(l2)获得障碍物的开口形状,根据障碍物的开口形状修改p(v)函数以使得入射光束的所有模式都能通过障碍物的开口,p(v)是任意矢量v≡(vx,vy)的非负函数;

S3、根据p(v)函数得到入射光的交叉谱密度W(r1,r2),进而得到空间光调制器加载的光场 其中,r≡(x,y)表示源平面上任意位置矢量,r1≡(x1,y1)和r2≡(x2,y2)是源平面上任意两点的位置矢量,表示随机相位,取值范围为[0,2π];

S4、令第二遮光元件处于遮光状态,第一遮光元件处于打开状态,利用第二光探测器采集待测物体的光强图像分布信息。