数字相移全息图光触发快速拍摄技术研究

作     者：倪世超 

作者单位：辽宁师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘成森

授予年度：2015年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：光触发 光电探测器 移相技术 干涉图像 CCD探测器 

摘      要：我们实验室以前进行的数字移相全息技术研究工作中,所获得的大量全息图,需要人工挑选出合适的图像进行进一步处理。这不符合计算机高效连续自动处理的特点。鉴于此,我们提出了数字相移全息图光触发快速拍摄技术。此技术实现了从人工处理向自动处理的重大转变。光触发快速拍摄技术是一种通过光电探测器将光信号变成电信号来触发CCD进行自动拍摄的技术。通过计算机在空间光调制器中分别输入光栅和黑屏图片,让激光通过此空间光调制器,在其后面的适当位置放置一个光电探测器,使得当输入光栅时,光电探测器能接受到光信号,当输入黑屏时,光电探测器不能够接收到光信号。设置光栅和黑屏图片在空间光调制器中交替循环播放。此时,光电探测器中将产生一个脉冲信号,对此脉冲信号进行适当放大来触发CCD进行自动拍摄。本次实验主要从事了如下工作:(1)对马赫-曾德尔干涉仪系统进行一些改进,把空间光调制器作为移相器加入到参考光路,同时在空间光调制器后放置两个傅里叶透镜制成4F滤波系统。(2)将编写好的光栅程序通过计算机绘制出光栅条纹。通过此技术绘制出的光栅条纹更精确,清晰度高。将制作好的不同相位光栅用空间光调制器进行播放,可以实现更准确的相移。(3)在快速移相技术的基础上使用光触发快速拍摄技术,在制作好的4个不同的位相图每两张之间插入一张黑屏图,输入到空间光调制器中,使用快速移相技术,让这些光栅和黑屏图像快速交替循环播放,此时的CCD探测器在触发模式下可以实现光栅对应拍摄,即当空间光调制器中每输入一张光栅的时候,光电探测器中就产生了一个高电平脉冲来触发CCD进行拍摄。(4)利用计算机对采集的干涉图像进行处理,结果证实了使用光触发快速拍摄系统能够实现干扰消除。光触发快速拍摄技术的优势在于,在采集图像的时候随着相位的改变完全自动拍摄图像,并且拍摄的图像是一一对应的,即每个位相对应自动采集一幅全息图像,克服了人为的从大量的图像中挑选出对应的光栅图像的缺点。