1 中国科学院 光电研究院 计算光学成像技术重点实验室, 北京 100094
2 中国科学院大学 光电学院, 北京 100094
针对工业检测中对微米量级测量精度、秒级测量时间的检测需求, 提出了全视场外差短相干形貌测量方案。本方案采用短相干光源, 实现大步长测量, 节约扫描时间; 采用全视场外差技术, 实现干涉轮廓的快速反演, 在抑制振动、直流噪声对测量精度影响的同时, 提高数据反演的效率。搭建了实验验证系统, 对测量时间和测量精度进行了实验验证, 结果表明, 系统的探测时长小于10 s, 测量精度优于2 μm。后续经进一步优化设计, 探测时间可小于5 s, 探测精度优于微米量级。该方案具有测量速度较快和测量精度较高等优势, 在对效率要求较高的工业检测领域具有一定的应用前景。
光学测量 三维形貌 短相干测量 全视场外差 optical measurement three-dimensional profilometry short coherent light source full-field heterodyne
Author Affiliations
Abstract
Academy of Opto-Electronics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China
Digital holographic microscopy using multiframe full-field heterodyne technology is discussed in which two acousto-optic modulators are applied to generate low-frequency heterodyne interference and a high-speed camera is applied to acquire multiframe full-field holograms. We use a temporal frequency spectrum analysis algorithm to extract the object’s information. The twin-image problem can be solved and the random noise can be significantly suppressed. The relationship between the frame number and the reconstruction accuracy is discussed. The typical objects of microlenses and biology cells are reconstructed well with 100-frame holograms for illustration.
090.1995 Digital holography 180.6900 Three-dimensional microscopy 110.1650 Coherence imaging 040.2840 Heterodyne Chinese Optics Letters
2016, 14(5): 050901
中科院上海光学精密机械研究所,中国科学院空间激光通信及检测技术重点实验室, 上海 201800
采用逆达曼光栅将二维锁相相干的激光阵列进行相干合束并进行孔径装填是获得远场单一主瓣大功率高光束质量激光输出的一种有效技术方案，将其应用于大尺寸5×5固体激光相干阵列相干合束中，并进行了固体激光阵列合束孔径装填的理论分析和原理性验证实验，测量了系统的实际合束效率，同时进行了后焦面逆达曼光栅的加工和放置误差对合束效率影响的详细分析。实验结果表明，逆达曼光栅用于固体激光阵列相干合束是一种有效的技术方案，且可以通过调节光栅周期和傅里叶透镜焦距来适应系统对激光阵列占空比的要求。这对于开发基于逆达曼光栅相干合束的高功率高光质量的全固态激光系统具有重要的意义。
激光光学 相干合束 逆达曼光栅 固体激光器 实验分析 光学学报
2012, 32(11): 1128004
中国科学院上海光学精密机械研究所,中国科学院空间激光通信及检测技术重点实验室, 上海 201800
采用逆达曼光栅及相位补偿原理将多束锁相相干的阵列激光合成为远场单一主瓣光束是一种实现高功率和高亮度相干合束的技术方案。以5×5和32×32二维相干激光阵列为例进行了理论模拟分析，同时分析了逆达曼光栅相干合束实验中相位板相位误差、逆达曼光栅对准误差和放置角度误差对合束效率的影响。理论分析及数值模拟计算结果表明，逆达曼光栅可用于相干激光阵列合束，但误差对相干激光阵列合束效率有较大的影响。因此，在实验中乃至发展基于逆达曼光栅的高功率激光器系统时，需要减小相位补偿板的相位加工误差，精密调节逆达曼光栅的位置，以减小误差对于合束效率的影响。
光栅 相干光学 相干合束 合束效率 逆达曼光栅 误差分析 光学学报
2011, 31(12): 1205001
中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
菲涅耳望远镜全孔径合成成像激光雷达（简称菲涅耳望远镜）是一种新的高分辨率激光成像技术。在菲涅耳望远镜一维扫描工作模式中，目标和扫描光束的相对运动使得时间空间变换后的采样信号呈不规则非均匀分布，影响匹配滤波算法中快速傅里叶变换的使用。提出基于重采样插值的菲涅耳望远镜算法，包括时间空间变换、重采样插值和匹配滤波等主要步骤，其中利用重采样插值将不规则分布的原采样信号转换为正交规则分布的重采样信号。对三种重采样插值方法进行比较，并获得了点目标和面目标的计算机仿真重建图像，证明了算法的有效性。该算法对于菲涅耳望远镜具有实际意义。
成像系统 插值 重采样 菲涅耳望远镜 非均匀采样 激光雷达 光束扫描 光学学报
2011, 31(12): 1211007
中国科学院上海光学精密机械研究所， 上海 201800
基于菲涅耳波带板(FZP)扫描的光学成像是主动式非传统成像技术，通过二维光学扫描实现对目标的三维高分辨率成像。阐述了目前几种不同类型的菲涅耳波带板扫描成像系统的原理、结构、性能，分析了国内外的研究现状和应用前景。
遥感 全息 菲涅耳波带板 光学扫描全息术 三维成像 光束扫描 激光与光电子学进展
2011, 48(8): 081101
