1.一种基于4f系统实现环形光进行边缘提取的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)激光器(22)发出一束频率为ω的激光,经过扩束镜(23)扩束,后再经过傅立叶透镜ⅶ(24)准直为平行光束,将该平行光束通过分束镜ⅰ(1)分为第一路光和第二路光,第一路光经过声光移频器(2)调制为ω+ω的光束,该光束通过分束镜ⅱ(3)产生两束光,一束光经过反射镜ⅰ(4)后通过光阑(5),另一束直接垂直通过光阑(5),让这两束光通过光阑产生一大一小圆斑,这两个圆斑通过同一个傅里叶透镜ⅰ(6)得到干涉圆斑,干涉圆斑通过光栅(7)的滤波以后,经傅里叶透镜ⅱ(8)放大,再经过一个傅里叶透镜ⅲ(9)调成平行光束;
(2)第二路光通过反射镜ⅱ(10)反射后经过小孔光阑(11)变为球面波光束,球面波光束与步骤(2)得到的平行光束经过分束镜ⅲ(12)后干涉形成菲涅耳波带板,菲涅耳波带板经过傅里叶透镜ⅳ(13)汇聚后对物体进行扫描,扫描后的光束经过傅里叶透镜ⅴ(15)汇聚后进过光电二极管ⅰ(16)将光信号转换为电流信号,该电流信号经过带通滤波器(19)过滤成仅带有ω频率的信号,将该信号通过锁相放大器(20)之后信号分为sin信号和cos信号,将得到的信号通过低通滤波器保留ω频率的信号,最后将这两组信号经过数据采集卡记录到计算机,作为物光信息;
(3)由分束镜ⅲ(12)另一个面传出的光进过傅里叶透镜ⅵ(17)汇聚到光电二极管ⅱ(18)上,光电二极管ⅱ(18)将光信号转换为电信号后输入到锁相放大器(20)中,锁相放大器(20)将信号再传输给计算机形成参考光信号;最后由计算机实现物体的三维信息重建。
2.根据权利要求1所述基于4f系统实现环形光进行边缘提取的方法,其特征在于:光阑(5)透过率函数表示为:
其中
3.根据权利要求3所述基于4f系统实现环形光进行边缘提取的方法,其特征在于:所述光栅(7)为与光阑(5)相对应使用的光栅,光栅常数𝑓0=b/λ𝑓,λ为激光器发射激光的波长,𝑓为傅里叶透镜ⅰ(6),傅里叶透镜ⅱ(8)的焦距,光栅的复振幅透过率为。
4.根据权利要求1所述基于4f系统实现环形光进行边缘提取的方法,其特征在于:物体置于平移台上,平移台带动物体移动实现扫描过程。