一种测量散射物体散射函数实部和虚部的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于应用光学技术领域，尤其涉及一种测量散射物体散射函数实部和 虚部的装置，此测量装置能够精确的恢复出散射物体散射函数的振幅和位相信息，可以应 用于光学成像、空间遥感、天文探测等领域。
【背景技术】
[0002] 近年来，散射物体的散射函数获得了研究人员的广泛关注，从物体的散射函数中 可以提取出散射物体的基本特征参数，从而为物体的成像、探测等等提供重要的技术基础。 从统计力学角度来讲，散射函数一般可以用关联函数来表征，关联函数是指空间上的某一 点在不同的时刻（时域）或者是同一时刻在空间不同的位置（空域）之间起伏的一致性， 如果在不同的时刻或者不同的空间位置二者具有完全一致的起伏特性，那么就说二者是完 全相关的，关联值为一；如果二者的起伏完全独立，那么就说二者不相关，关联值为零，一般 而言，光场的关联值介于这两个极限值之间。
[0003] 因此，我们可以通过测量两点在时域或者空域的关联获得光束在时间和空间上的 起伏关联，从而还原目标物体的结构和空间等信息，这一测量手段在天文测量、信息加密、 生物技术等等方面具有广泛的应用价值，特别是在光学探测、光学通信、光束整形、粒子俘 获、光学成像等等领域，获得了广泛的应用。因此，散射函数的测量具有重要的实践意义。但 是在以往的实际应用中，传统的测量并不能恢复出散射函数值（包含实部和虚部信息），而 只能够得到散射函数的模平方，显然这并不能够得到散射函数的完整信息，同时这种测量 方式具有严重的局限性，限制了对散射函数的进一步应用，到目前为止还没有提出过完整 的恢复散射函数的方法和装置。此外，长期以来，对于散射函数的研究一直聚焦于简单的散 射函数，近几年来，随着更为复杂的散射函数的理论和实验研究的发展，也催生了关于散射 函数的更深层次的实践应用，展现出更为广阔的应用前景。
[0004] 综上所述，散射函数因其特殊的结构特征被广泛的应用于天文观测、国防科研、医 疗卫生等重大领域，具有广泛的应用价值，但是，正是因为其特殊的结构特征，如何精确的 测量和还原其实部和虚部信息从而得到完整的关联信息显得尤为重要，同时也具有重要的 现实意义。 【实用新型内容】
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种测量散射物体散射函数实部 和虚部的装置，该装置能够精确的测量出散射函数的实部和虚部信息，在光学成像、空间遥 感、天文探测、信息的加密和传输等等领域具有重要的应用价值。
[0006] 本实用新型的测量散射物体散射函数实部和虚部的装置，包括激光器、对所述激 光器发出的激光光束进行扩束的扩束器、将扩束后的所述激光光束分成相垂直的透射光束 与反射光束的第一分光镜、分别将所述透射光束与所述反射光束反射90°的第一反射镜与 第二反射镜、以及将反射后的所述透射光束与所述反射光束共轴叠加的第二分光镜、将叠 加后的光束的光强信息转换为图片信息的探测传感器，以及与所述探测传感器通信连接的 微型计算机，散射物体置于所述第一反射镜与第二分光镜之间或置于所述第二反射镜与第 二分光镜之间。
[0007] 进一步的，所述第一分光镜与所述第一反射镜和第二反射镜之间均设有中性密度 滤波片。
[0008] 进一步的，所述激光器为线偏振单纵模He-Ne气体激光器。
[0009] 进一步的，所述第一分光镜与第二分光镜的分光比均为50 :50。
[0010] 借由上述方案，本实用新型的测量散射物体散射函数实部和虚部的装置的优点在 于：
[0011] 1、本实用新型技术方案提供的一种测量散射物体（内部散射或表面散射）散射函 数实部和虚部的装置，首次提出了通过叠加完全相干光束来测量散射光束源的散射函数的 实部和虚部信息，具有首创性；
[0012] 2、本实用新型技术方案提供的测量关联函数实部和虚部的装置，结构紧凑、测量 精确，具有良好的操作性和实用性，具有广泛地应用前景。
[0013] 上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技 术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详 细说明如后。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型实施例提供的一种测量散射物体散射函数实部和虚部的装置 结构示意图；
[0015]图2是本实用新型实施例提供的一种散射物体散射函数模平方的等高分布图；
[0016]图3是本实用新型实施例提供的一种散射物体散射函数实部的等高分布图；
[0017]图4是本实用新型实施例提供的一种散射物体散射函数虚部的等高分布图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和实施例，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
[0019] 参见图1，本实用新型一较佳实施例所述的一种测量散射物体散射函数实部和虚 部的装置，包括激光器1，扩束镜2,第一分光镜3,第二分光镜9,中性密度滤波片4、6,第一 反射镜5,第二反射镜7,散射物体8,探测传感器10,微型计算机11。
[0020] 由激光器1发出光强分布呈高斯分布的线偏振激光光束，激光器1为单纵模氦氖 激光器，功率lOOmw，波长为632. 8nm;激光器1发射出的线偏振激光光束经过连续可调式扩 束镜2扩束，扩束镜2用来调节光束的束腰大小，扩束镜2为连续可调式镀膜扩束镜；经扩 束的线偏振激光光束被第一分光镜3均勾分成相垂直的透射光束和反射光束，第一分光镜 3为分光比50:50的非偏振分光镜；透射光束经由中性密度滤波片4后，被第一反射镜5反 射后照射到第二分光镜9,第二分光镜9同样为分光比50:50的非偏振分光镜，中性密度滤 波片4为连续可调式的中性密度滤波片，第一反射镜5为镀银表面镀铝保护膜型反射镜；经 由第一分光镜3反射的反射光束经由中性密度滤波片6后，被第二反射镜7反射后照射在 散射物体8,中性密度滤波片6同样为连续可调式的中性密度滤波片；经由第一反射镜5反 射的完全相干光束与经由散射物体产生的散射光束在第二分光镜9处同轴叠加；产生的叠 加光束源照射到探测传感器10上，探测传感器10将光强信息转化为0-255级灰度图片信 息，经由探测传感器10记录的灰度图片信息保存至微型计算机11上。
[0021] 记录在微型计算机11内的图片信息可以通过以下的方式处理：由探测传感 器10连续记录下来总数为N(N为正整数）张的灰度图片信息，每一张图片信息可以表 示成AXB的光强矩阵I(r)，A和B为所记录的图片在横向和纵向的像素元个数，r= (x，y)，[(x，y)G(A，B)]为图片上任意一个像素元的坐标值，I为每一个像素元的灰度值即 光强值，对矩阵做如（1)式所示的运算处理后就可以得到四阶关联函数（即散射函数的模 平方）的空间分布，其计算机处理过程如下：
[0023] 其中g(2) (ri，r2)为两像元点巧和r2的空间四阶关联，〈〉为函数的系综平均；n和 N分别为探测器拍摄的某一帧图片以及所拍摄到的总的图片数；In(ri)及In(r2)分别第n张 图片在rJPr2点的光强值；2为求和符号。实际处理中可以固定^的坐标值，计算此坐标 处的光强值与不同r2处的光强值的关联值，来求得散射函数的模平方，此处理方法能够得 到散射函数模平方的二维平面分布，此测量处理方法的测量精度取决于测量的图片张数N， 处理中当NMOOO时可以确保测量的精度。