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专利号: 2019103392708
申请人: 中国计量大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 光学
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单激光器角向非相干光实现超分辨的装置,其特征在于,该装置包括激光器、扩束器、空间光调制器、第一计算机、第一块透镜L1、第一个小孔光阑、第二块透镜L2、开有两物点小孔的不透明屏、第三块透镜L3、第二个小孔光阑、第四块透镜L4、CCD检测器、第二计算机;角向非相干光的产生与超分辨成像的实现包括如下步骤:(1)第一计算机产生一种在关联维度中具有特殊空间结构的数字全息相图;该数字全息相图能够产生叠加态光场Vj(r),利用第一计算机反复产生该数字全息相图,制备一组全息相图序列{Vj(r),j=1,2,...},各张全息相图的随机相位彼此之间没有关联;

(2)将第一计算机与空间光调制器连接;将全息相图序列加载至空间光调制器,并以动态帧的形式在液晶屏重复播放;

(3)打开激光器产生波长稳定的线偏振光,调整激光器出射光的偏振面使其与空间光调制器匹配;将激光器出射光束射入扩束器上进行扩束;

(4)将扩束后的光束照射空间光调制器的液晶屏,经液晶屏反射,照射第一块透镜L1;在透镜L1的像焦面处放置第一个小孔光阑选取一级衍射光,并由第二块透镜L2进行准直;从透镜L2出射的光,为角向非相干光;

(5)所述角向非相干光在自由空间传输一定距离后,作为光源照射开有两物点小孔的不透明屏上;透过两物点小孔的光,经过由第三块透镜L3、第二个小孔光阑、第四块透镜L4所组成的聚焦准直系统后,传输一定距离,然后被CCD检测器接收;在第二计算机上观察所述CCD检测器上得到两物点小孔所成像的清晰度。

2.根据权利要求1所述的一种单激光器角向非相干光实现超分辨的装置,其特征在于:

上述叠加态光场按式

其中,U1和U2是同种类型的涡旋场表达式,U1拓扑荷为m,U2拓扑荷为‑m, 是介于π至‑π间的随机相位;利用第一计算机反复产生该数字全息相图,制备一组全息相图序列{Vj(r),j=1,2,...};该全息相图序列中,各张全息相图的随机相位 皆由第一计算机随机产生,彼此之间没有关联。

3.根据权利要求1所述的一种单激光器角向非相干光实现超分辨的装置,其特征在于,角向非相干光的产生与超分辨成像的实现还包括以下步骤:(6)改变全息相图序列{Vj(r),j=1,2,...}中的拓扑荷m绝对值,重新得到一组全息相图序列,并加载至空间光调制器进行动态播放;

(7)观察全息相图序列改变后CCD检测器上得到的两物点小孔所成像的清晰度改变;重复所述步骤(6),直至获得全息相图序列的最佳拓扑荷数值;以该拓扑荷数值制备的全息相图序列,可以获得突破瑞利衍射极限的物点图像。