專利名稱：一種用于液晶空間光相位調制器相位檢測的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及將基于幀間強度相關矩陣模型的相位提取方法用于液晶空間光相位調制器的相位檢測的技術領域。
背景技術：
相位調制是光學調制方法中的重要手段，被廣泛應用于光束控制、激光相干合成、光通信、光電探測等領域。現代光學檢測中經常需要對干涉條紋或者干涉圖樣進行分析研究，從中提取得到相位信息并反演得到被測目標的各種物理特性。空間光相位調制器通過特定物理效應來人為控制輸出光束的相位改變。在自適應光學系統(tǒng)中，利用液晶空間光相位調制器替代變形鏡用于波前校正與重建在國內外已受到日益關注。液晶空間光調制器可使自適應光學系統(tǒng)的結構大大簡化、價格大幅度下降、校正精度接近極限水平等。其中，對液晶空間光相位調制器重要指標(相位調制范圍、相位調制精度、調制線性度等)進行檢測是設計加工中衡量空間光相位調制器性能主要手段。目前主要可用于空間光相位調制器相位調制性能的方法之一是基于數字圖像處理的研究方法。即通過搭建激光干涉系統(tǒng)，利用待測相位調制器控制光束相位改變并與參考光波進行相干，對數碼相機采集到的干涉條紋光強分布進行分析，從干涉條紋的變化中反演得到光束的相位變化，以此來衡量相位調制器的性能。條紋細化和追蹤、圖像相關分析、基于質心探測的方法和基于傅里葉變換的條紋分析方法就是這類方法的幾種典型代表。這類方法一般受條紋對比度、噪聲等影響較大，對實驗條件有較為苛刻的要求，需要人工干預，并且一般僅適合于干涉條紋圖像的處理?；谧钚《说姆椒ǜ鼮閷嵱?，并且在如PS1、數字全息測量中的如相移標定得到了應用，適合于一般形式光學干涉圖像包括散斑圖像的處理，對噪聲不敏感。將基于幀間強度相關矩陣模型的相位提取方法引入液晶空間光相位調制器的相位調制特性測量中。
發(fā)明內容
本發(fā)明公開了一種用于液晶空間光相位調制器(LC-SLM)相位檢測的新方法，該方法以激光干涉系統(tǒng)為主要測試光路，用幀間強度相關運算方法對測試系統(tǒng)輸出干涉圖像進行相位提取，幀間強度相關方法在處理干涉圖像方面，不僅對干涉圖像的對比度要求不高，而且具有相當高的精度和計算速度，完全優(yōu)于條紋細化等算法。針對現有相位調制器的調制范圍不夠大、精度不高及處理算法不夠優(yōu)化等不足，本發(fā)明采用如下技術方案:，
一種用于液晶空間光相位調制器(LC-SLM)相位檢測的新方法，方法將基于幀間強度相關矩陣(IIC)模型的相位提取方法用于液晶空間光相位調制器的相位調制性能測量。以基于激光干涉系統(tǒng)為測試系統(tǒng)主要空間光路，其特征在于:包括激光器、偏振片、濾波器及數碼相機，所述激光器發(fā)出的激光經過偏振片后變?yōu)榫€偏振光，再通過濾波器將激光出射光變得更加均勻，之后將激光分為一路參考光，一路信號光通過空間光相位調制器，并由驅動電源控制調制電壓，得到為干涉條紋圖的結果圖。所述的激光干涉系統(tǒng)中激光器采用的激光光源是波長在可見光波長范圍內。激光經過測試光路，并用驅動電源控制液晶空間光相位調制器的控制電壓，利用相位調制器的電光效應，改變輸出干涉圖樣的相位，對干涉條紋圖的結果圖進行處理，對連續(xù)拍攝的兩幅圖進行幀間強度相關運算，在調制器調制2 π相位內，至少采集三幅干涉圖像，通過幀間強度相關運算方法，可以計算出連續(xù)拍攝的兩幅圖之間的相移量。幀間強度相方法如下:
由數碼相機拍攝得到的某時刻干涉圖像光強分布可以表示為:
權利要求
1.一種用于液晶空間光相位調制器相位檢測的新方法，其特征在于:采用激光干涉系統(tǒng)為主要空間測試光路，將激光器發(fā)出的激光經過偏振片后變?yōu)榫€偏振光，再通過濾波器將激光出射光變得均勻，濾波器輸出的激光經分光板分為參考光和信號光，用待測液晶空間光相位調制器對信號光進行調制，用數碼相機采集多幀相移干涉圖像，通過幀間強度相關方法計算干涉條紋圖像的Iic矩陣，通過最小二乘迭代得到每幀干涉圖樣的相位變化。
2.根據權利要求1所述的一種用于液晶空間光相位調制器相位檢測的新方法，其特征在于:所述幀間強度相關方法如下: 數碼相機拍攝得到的某時刻干涉圖像光強分布可以表示為:
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于液晶空間光相位調制器相位檢測的新方法，該方法以激光干涉系統(tǒng)為主要檢測光路，包括激光器、起偏器、濾波器、激光干涉系統(tǒng)及數碼相機。所述激光器發(fā)出的激光經過偏振片后變?yōu)榫€偏振光，再通過濾波器將激光出射光變得更加均勻，之后將激光分為兩路，用待測液晶空間光相位調制器對其中一路光進行調制，用數碼相機采集多幀相移干涉圖像。計算干涉條紋圖像的幀間強度相關(IIC)矩陣，通過最小二乘迭代得到每幀干涉圖樣的相位變化。該方法具有測量系統(tǒng)簡單、對相移和干涉圖樣要求低、高精度等優(yōu)點。
文檔編號G01J9/02GK103105236SQ201310018900
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2013年1月18日
發(fā)明者岳慧敏, 胡澤雄, 宋雷, 吳雨祥, 劉永智, 劉永 申請人:電子科技大學