1.一种基于散斑去相关的偏振无干涉编码孔径相关全息术,其特征在于,具体实现装置包括单色发光二极管LED(Light Emitting Diode)、第一偏振片、第一透镜、目标物、第二透镜、第二偏振片、1/2波片、第三偏振片、相位型空间光调制器PSLM(Phase Spatial Light Modulator)、分光棱镜、图像传感器;
定义与光路传播方向垂直截面的水平方向为0°,逆时针为正方向;
包括以下三个步骤:S1,分别记录0°、45°和90°偏振角度对应的物体全息图OH(Object Hologram)和点源全息图PSH(Point Spread Hologram);S2,不同偏振角度的PSH旋转去相关;S3,计算Stokes参数、线偏振角AOLP(Angle Of the Linear Polarization)和线偏振度DOLP(Degree Of Linear Polarization);
S1:所述第一偏振片将所述单色发光二极管LED发出的光改变为135°线偏振光,依次旋转所述第二偏振片的偏振角度为0°、45°和90°,为了满足所述PSLM的偏振调制角度,对应所述第二偏振片的旋转角度所述1/2波片的光轴相应的旋转为45°、22.5°和90°,利用所述1/2波片在不改变光强的情况下将光束偏振角度改变为90°,此时光束偏振角度与所述第三偏振片的偏振角度相同,且满足所述PSLM的偏振调制角度;所述目标物使用25μm针孔,对应所述第二偏振片的三次旋转角度,在所述图像传感器上依次记录下0°、45°和90°的PSH,分别记为IPSH(0°)、IPSH(45°)和IPSH(90°);所述目标物更换为分辨率板,对应所述第二偏振片的三次旋转角度,在所述图像传感器上依次记录下0°、45°和90°的OH,分别记为IOH(0°)、IOH(45°)和IOH(90°);
S2:不同偏振角度的PSH互相之间相关性过大,导致不同偏振角度的PSH和OH在相关运算时仍能够重建图像,使Stokes参数的计算误差大大增加;基于散斑旋转去相关特性,即散斑绕主光轴旋转可使散斑快速去相关,满足各偏振角度重建互不干扰的最小旋转角为3°;
因此,所述IPSH(0°)选绕中心像素点旋转0°记为IPSH,0°(0°),IPSH(45°)选绕中心像素点旋转
3°记为IPSH,3°(45°),IPSH(90°)选绕中心像素点旋转6°记为IPSH,6°(90°);为使各偏振分量的图像顺利重建,与PSH对应偏振角度的OH需旋转相同的角度,所述IOH(0°)选绕中心像素点旋转0°记为IOH,0°(0°),IOH(45°)选绕中心像素点旋转3°记为IOH,3°(45°),IOH(90°)选绕中心像素点旋转6°记为IOH,6°(90°),此时仅有旋转了相同角度的PSH和OH才能重建出图像;
包含所有偏振分量的OH如下式表示:
IOH=IOH,0°(0°)+IOH,3°(45°)+IOH,6°(90°)
不同偏振分量的图像重建如下式表示:
其中 表示相关运算,H、V和T分别表示从单幅全息图中重建出的对应0°、90°和45°偏振分量的图像;
S3:Stokes参数可表示为:
S0=H+V
S1=H‑V
S2=2T‑S0
AOLP和DOLP可分别表示为: