專利名稱：基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干涉系統(tǒng)，尤其是基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在干涉技術(shù)中，寬帶光的小光程差使得寬帶光干涉難以實現(xiàn)，直到Jos印h Rosen等提出了 FINCH 系統(tǒng)(Digital spatially incoherent Fresnel holography, OpticsLetters) 0 FINCH系統(tǒng)采用空間光調(diào)制器同軸分光，可以得到小光程差實現(xiàn)寬帶光干涉。我們組在2012年提出了一種光程差更小且可以靈活控制的干涉系統(tǒng)(Fluorescenceholography with improved signal—to—noise ratio by near image plane recording,Optics Letters),進一步推動了寬帶光干涉的發(fā)展。然而，這些系統(tǒng)雖然解決了寬帶光干涉要求的小光程，卻引入了另一個問題:側(cè)向錯位。我們知道，光束干涉的首要條件是光在干涉面上要相交。在以前的系統(tǒng)中，成像光路主要由光收集器件(物鏡)和分光器件(空間光調(diào)制器)組成。當(dāng)物點沒有位于光軸上時，空間光調(diào)制器分成的兩束光在干涉面上有一定的側(cè)向錯位，不能很好的相交重合。且當(dāng)物點與光軸的距離r越大，側(cè)向錯位越嚴重。側(cè)向錯位問題的存在，使得兩束光在干涉面上不重合(相交)，因此不能實現(xiàn)干涉。目前為止，捷克的P.Bouchal等人提出在物鏡和空間光調(diào)制器之間加入一個4f系統(tǒng)的方法來解決側(cè)向錯位問題(Wide-field common-pathincoherent correlation microscopy with a perfect overlapping of interferingbeams, J.Europ.0pt.Soc.Rap.Public)。但是這種方法比較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決干涉系統(tǒng)中由于側(cè)向錯位光束不能相交進而不能干涉的問題，而提供了一種簡單有效的基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，使得無論物體距離光軸的距離是多少，干涉光都可以在干涉面上完全重合。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，由發(fā)光或者被光照射的發(fā)光體、空間光調(diào)制器、記錄干涉圖案的光敏器件和電腦構(gòu)成，其特征在于:發(fā)光體和光敏器件分別放置在空間光調(diào)制器兩側(cè)，光敏器件用來記錄光干涉圖案且其所在平面記為干涉平面，電腦與空間光調(diào)制器相連，電腦用于控制空間光調(diào)制器模擬多個同心透鏡。所述的空間光調(diào)制器同時具有收集光和分光的功能?？臻g光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。用空間光調(diào)制器同時起到光束收集和分光的作用，具體是通過空間光調(diào)制器同時模擬多個同心透鏡實現(xiàn)。由于空間光調(diào)制器上有多個透鏡，每個透鏡都會收集發(fā)光體發(fā)出的光，并分別出射一束光。由于這些出射光來至于同一個發(fā)光點的同一次發(fā)光，它們是相干的。又由于這些出射光的傳播方法完全一樣，所以在干涉面上可以完全重合干涉，沒有側(cè)向錯位問題。本發(fā)明的特點是，只用了一個空間光調(diào)制器同時實現(xiàn)光束收集和分光的作用。有益效果是:用一個簡單的系統(tǒng)，實現(xiàn)了光束完全重合且光程差小，尤其適用于寬帶光干涉。


圖1是本發(fā)明的總體工作原理圖。圖2是本發(fā)明的成像部分光路圖。
具體實施例方式如圖1所示，本發(fā)明由發(fā)光或者被光照射的發(fā)光體1、空間光調(diào)制器2、記錄干涉圖案的光敏器件3和電腦4構(gòu)成，其特征在于:發(fā)光體I和光敏器件3分別放置在空間光調(diào)制器2兩側(cè)，光敏器件用來記錄光干涉圖案且其所在平面記為干涉平面，電腦與空間光調(diào)制器相連，電腦用于控制空間光調(diào)制器模擬多個同心透鏡。所述的空間光調(diào)制器同時具有收集光和分光的功能。所述的空間光調(diào)制器的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。發(fā)光體發(fā)出的光經(jīng)空間光調(diào)制器收集并分成多束光，由于這些光束由同一個發(fā)光點在同一次發(fā)射中發(fā)出，所以它們可以干涉。在本實施例中，空間光調(diào)制器2同時模擬兩個同心透鏡，如圖2所示。這時與光軸垂直距離為r的發(fā)光點發(fā)出的光波被空間光調(diào)制器2收集并分成兩束光7 (右斜線背景部分)和8 (左斜線背景部分)，這兩束光分別匯聚在像點5和像點6處。同時實現(xiàn)空間光調(diào)制器收集光束和分光的過程是:首先透鏡具有收集光的功能，所以空間光調(diào)制器模擬透鏡就能實現(xiàn)收集光的功能。其次，當(dāng)空間光調(diào)制器同時模擬多個不同的透鏡時，每個透鏡都有出射光束，就可以把一束光分成多束光，實現(xiàn)分光功能?？臻g光調(diào)制器同時模擬多個透鏡的方法如下。普通的焦距為f的玻璃透鏡的調(diào)制函數(shù)為
權(quán)利要求
1.基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，由發(fā)光或者被光照射的發(fā)光體(I)、空間光調(diào)制器(2)、記錄干涉圖案的光敏器件(3)和電腦(4)構(gòu)成，其特征在于:發(fā)光體(I)和光敏器件(3 )分別放置在空間光調(diào)制器(2 )兩側(cè)，且光敏器件所在平面記為干涉平面，電腦(4)與空間光調(diào)制器(2)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，其特征在于:所述的空間光調(diào)制器同時具有收集光和分光的功能。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，其特征在于:經(jīng)空間光調(diào)制器(2)分光后的光束的傳播方向一樣，在干涉面上可以完全重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，其特征在于:所述的空間光調(diào)制器同時模擬多個同心透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于空間光調(diào)制器的干涉光束完全重合的同軸干涉系統(tǒng)，由發(fā)光或者被光照射的發(fā)光體、空間光調(diào)制器、記錄干涉圖案的光敏器件和電腦構(gòu)成，發(fā)光體和光敏器件分別放置在空間光調(diào)制器兩側(cè)，且光敏器件所在平面記為干涉平面，電腦與空間光調(diào)制器相連?？臻g光調(diào)制器構(gòu)成成像光路，它同時起收集光和分光的作用。在本實施例中，空間光調(diào)制器同時模擬兩個同心透鏡，兩個透鏡把一束光分成兩束。由于兩束光都來自于同一個發(fā)光點的同一次發(fā)射，所以它們具有相干性。且兩束光的傳播方向完全一樣，可以完全重合。整個干涉系統(tǒng)只有一個光軸，因此它是一個穩(wěn)定性好的同軸干涉系統(tǒng)。
文檔編號G02B27/12GK103149688SQ201310084278
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者曾紹群, 駱清銘, 呂曉華, 賴小敏 申請人:華中科技大學(xué)