一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于光學(xué)工程領(lǐng)域，涉及一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法。本發(fā)明可在不影響全息圖質(zhì)量的前提下，采用觀察參考光路和物光光路在遠處白板上的投影，對空間濾波器進行粗調(diào)；然后利用固定好高度的可變光闌對所述的空間濾波器進行微調(diào)；利用粗調(diào)和微調(diào)的方法對以后的器件分別進行調(diào)節(jié)，最后達到參考光路和物光光路能夠產(chǎn)生明顯的明暗相間的干涉條紋的效果。通過本發(fā)明所提供的方法，可在不增加硬件成本的基礎(chǔ)上，彌補現(xiàn)有光路搭建方法的不足，節(jié)約調(diào)整參考光路和物光光路高度以及搭建整個光路所花費的時間。
【專利說明】一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，更具體的說，本發(fā)明所提供的搭建方法，可以提高數(shù)字全息光學(xué)記錄實驗中光路搭建的速度。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)字全息起源于20世紀70年代，它的本質(zhì)是用光電傳感器件(如CXD或CMOS)代替干板記錄全息圖，然后將采集到的全息圖存入計算機，用計算機模擬光學(xué)衍射過程來實現(xiàn)被記錄物體的全息再現(xiàn)和處理。數(shù)字全息與傳統(tǒng)光學(xué)全息相比具有制作成本低，成像速度快，記錄和再現(xiàn)靈活等優(yōu)點。近年來，隨著計算機特別是高分辨率CCD的發(fā)展，數(shù)字全息技術(shù)及其應(yīng)用受到越來越多的關(guān)注，其應(yīng)用范圍已涉及形貌測量、變形測量、粒子場測試、數(shù)字全息顯微、防偽、三維圖像識別、醫(yī)學(xué)診斷等許多領(lǐng)域。
[0003]在數(shù)字全息記錄的過程中，光路的搭建會花費較長的時間和精力。針對此問題，本發(fā)明給出了一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，無需增加硬件成本，但該方法與以往的光路搭建方法的最大差別是，在保證全息圖質(zhì)量的前提下，節(jié)約了調(diào)整參考光路和物光光路高度以及搭建整個光路所花費的時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，經(jīng)過修改后的光路搭建方法，可以彌補現(xiàn)有光路搭建方法的不足，節(jié)約了調(diào)整參考光路和物光光路高度以及搭建整個光路所花費的時間。
[0005]所述的數(shù)字全息記錄過程光路系統(tǒng)包括:
[0006]用于投射激光的He-Ne內(nèi)腔激光器，投影光源的個數(shù)為I個；
[0007]用于高度標尺的可變光闌，可變光闌的內(nèi)徑調(diào)整范圍為Φ2-Φ28，外徑為Φ50，可變光闌的個數(shù)為I個；
[0008]用于調(diào)整物光和參考光光強比的可調(diào)衰減器，衰減器個數(shù)為I個；
[0009]用于分光用的分管光楔，分光光楔的個數(shù)為2個；
[0010]用于抑制背景雜光的空間濾波器，空間濾波器的個數(shù)為2個；
[0011]用于光線準直的雙凸透鏡，雙凸透鏡的個數(shù)為2個；
[0012]用于反射光路的反射鏡，反射鏡的個數(shù)為2個；
[0013]用于放置目標物的波片架，波片架的個數(shù)為I個；
[0014]用于采集全息圖的CMOS相機，分辨率為1280*1024，CMOS相機的個數(shù)為I個；
[0015]用于支撐器件的調(diào)節(jié)套筒和支桿若干；
[0016]用于安置器件的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的個數(shù)為2個；
[0017]用于連接導(dǎo)軌的導(dǎo)軌連接板，導(dǎo)軌連接板的個數(shù)為2個；
[0018]本發(fā)明所設(shè)計的快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，具體操作步驟如下:
[0019]步驟1:安裝激光器，固定可變光闌的高度和孔徑，調(diào)整所述的激光器水平，使出射光在近處和遠處都能通過所述的可變光闌，調(diào)整完成后鎖緊所述的激光器的高度，固定好的所述可變光闌可作為下面實驗步驟中光路調(diào)整的高度標尺；
[0020]步驟2:安裝分光光楔，調(diào)整所述的分光光楔的鏡架，將所述的可變光闌作為高度標尺放置，調(diào)節(jié)所述的分光光楔的高度，使得激光盡可能的打在所述的分光光楔的中心處，調(diào)整好所述的分光光楔的高度后鎖定所述的分光光楔的高度，在所述的分光光楔的反射光路中，調(diào)整所述的分光光楔鏡架的俯仰旋鈕，使反射光在近處和遠處都能通過所述的可變光闌，在此盡可能使所述的分光光楔的楔角所在平面與水平面平行，以保證透射光和反射光不發(fā)生上下方向的偏折；
[0021]步驟3:在參考光和物光的光路中分別安裝空間濾波器，此時未在所述的空間濾波器中加入針孔，首先分別粗調(diào)所述的兩個空間濾波器的高度，使得激光透過顯微物鏡后的投射在遠處白板上擴束光斑高度一致，再使用所述的可變光闌對已粗調(diào)好的高度進行精調(diào)，使得激光透過所述的顯微物鏡后的擴束光斑中心與所述的可變光闌的中心重合，此時鎖定所述的空間濾波器的高度以及平移臺水平位置旋鈕，在所述的空間濾波器中加入針孔，旋轉(zhuǎn)螺紋付推物鏡靠近針孔，在此過程中不斷調(diào)節(jié)針孔位置旋鈕，當透射光的光強最大、無衍射環(huán)且高度相等時，所述的空間濾波器的調(diào)整完畢；
[0022]步驟4:在參考光和物光的光路中分別安裝準直用的雙凸透鏡，調(diào)整兩個所述的雙凸透鏡，使出射光斑在遠處和近處的直徑大致相等，此時，所述的雙凸透鏡的調(diào)整完畢；
[0023]步驟5:在參考光光路中安裝反射鏡，在物光光路中安裝分光光楔，微調(diào)反射鏡和所述的分光光楔的俯仰角度，使得參考光和物光相互干涉，能夠在白板上觀察到清晰的干涉條紋，為了得到攜帶物體完整信息的全息圖，同時又受到現(xiàn)有數(shù)字相機分辨率的限制，需要使所述的兩束光有輕微的夾角，
[0024]設(shè)物光和參考光在全息圖表面上的最大夾角爐max，則數(shù)字相機平面上形成的最小條紋間距Aemin為:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，所述的數(shù)字全息記錄過程光路的特征是由參考光和物光構(gòu)成，所述的參考光是由激光發(fā)射器發(fā)射出來的光經(jīng)過分光光楔、空間濾波器、雙凸透鏡、反射鏡后的一束光，所述的物光是經(jīng)過分光光楔反射到反射鏡上，透過空間濾波器、雙凸透鏡、分光光楔產(chǎn)生的一束光，所述的參考光和物光相交產(chǎn)生干涉條紋投射到CCD相機上進行采集，所述的快速搭建數(shù)字全息記錄過程光路的方法，其特征是，包括下列步驟: 步驟1:安裝激光器，固定可變光闌的高度和孔徑，調(diào)整所述的激光器水平，使出射光在近處和遠處都能通過所述的可變光闌，調(diào)整完成后鎖緊所述的激光器的高度，固定好的所述可變光闌可作為下面實驗步驟中光路調(diào)整的高度標尺； 步驟2:安裝分光光楔，調(diào)整所述的分光光楔的鏡架，將所述的可變光闌作為高度標尺放置，調(diào)節(jié)所述的分光光楔的高度，使得激光盡可能的打在所述的分光光楔的中心處，調(diào)整好所述的分光光楔的高度后鎖定所述的分光光楔的高度，在所述的分光光楔的反射光路中，調(diào)整所述的分光光楔鏡架的俯仰旋鈕，使反射光在近處和遠處都能通過所述的可變光闌，在此盡可能使所述的分光光楔的楔角所在平面與水平面平行，以保證透射光和反射光不發(fā)生上下方向的偏折； 步驟3:在參考光和物光的光路中分別安裝空間濾波器，此時未在所述的空間濾波器中加入針孔，首先分別粗調(diào)所述的兩個空間濾波器的高度，使得激光透過顯微物鏡后的投射在遠處白板上擴束光斑高度一致，再使用所述的可變光闌對已粗調(diào)好的高度進行精調(diào)，使得激光透過所述的顯微物鏡后的擴束光斑中心與所述的可變光闌的中心重合，此時鎖定所述的空間濾波器的高度以及平移臺水平位置旋鈕，在所述的空間濾波器中加入針孔，旋轉(zhuǎn)螺紋付推物鏡靠近針孔，在此過程中不斷調(diào)節(jié)針孔位置旋鈕，當透射光的光強最大、無衍射環(huán)且高度相等時，所述的空間濾波器的調(diào)整完畢； 步驟4:在參考光和物光的光路中分別安裝準直用的雙凸透鏡，調(diào)整兩個所述的雙凸透鏡，使出射光斑在遠處和近處的直徑大致相等，此時，所述的雙凸透鏡的調(diào)整完畢； 步驟5:在參考光光路中安裝反射鏡，在物光光路中安裝分光光楔，微調(diào)反射鏡和所述的分光光楔的俯仰角度，使得參考光和物光相互干涉，能夠在白板上觀察到清晰的干涉條紋，為了得到攜帶物體完整信息的全息圖，同時又受到現(xiàn)有數(shù)字相機分辨率的限制，需要使所述的兩束光有輕微的夾角， 設(shè)物光和參考光在全息圖表面上的最大夾角仍nax，則數(shù)字相機平面上形成的最小條紋間距Λ efflin為:
【文檔編號】G03H1/12GK103616810SQ201310680493
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】宋麗梅, 常玉蘭, 邢廣鑫, 李大鵬, 李宗艷, 王朋強 申請人:天津工業(yè)大學(xué)