The invention discloses a color digital holographic image recording device and method, which belongs to the technical field of digital color hologram, solve the optical system used in the prior art can not be completed at the same time the red, green and blue light recording digital hologram; color digital prior numerical reconstruction algorithm of holographic image is more complicated. Is not conducive to the rapid and efficient numerical reconstruction of digital color holographic image, can not meet the real-time holographic recording and reproducing dynamic color objects. According to the invention includes a light path are arranged in order of the red, green and blue laser Laser1 ~ Laser3, BS1 ~ BS8 prism reflector, M1 ~ M8, Filter1 ~ Filter6 adjustable attenuator, three rectangular prism Prism1 ~ Prism4, achromatic microscope MO1 ~ MO4, PH1 ~ PH4 pinhole, achromatic lens L1 to L4, Computer computer, CCD camera and object Object. The invention is used for obtaining the color digital holographic image.
【技术实现步骤摘要】
一种彩色数字全息像的实时记录装置及方法，用于得到彩色数字全息像，属于彩色数字全息像
技术介绍
利用数字全息技术，可以快速、高效的对待测物体的强度、相位信息进行定量测量。其实现流程为，记录待测物体的数字全息图，然后根据光学衍射积分对数字全息图进行数值重建，进而得到待测物体的强度、相位信息。数字全息技术在光学测量及显示领域均具有重要的应用。在显示领域方面，由于数字全息技术通常采用单一波长的激光以及高分辨率的黑白型CCD记录数字全息图，因此一般只能得到与记录波长相应的所记录物体的单色数字全息像，而无法获得所记录物体的彩色数字全息像，这限制了数字全息技术在光学成像与显示方面的应用。多波长数字全息技术是解决这一问题的一项有效技术途径，其根据三原色合成原理，通过采用红光、绿光、蓝光激光以及高分辨率的黑白型CCD，分别记录与再现所记录物体的红光、绿光及蓝光数字全息像，进而进行颜色合成以得到所记录物体的彩色数字全息像。例如申请号为ZL200710188455.0的专利技术专利就公开了一种彩色数字全息像的获取方法，该方法通过采用多波长无透镜傅里叶变换全息光路，分别记录待测物体的红光、绿光和蓝光数字全息图，进而通过数值重建得到所记录物体的彩色数字全息像。该方法虽然通过多波长数字全息技术获得了彩色数字全息像，但是所使用的光路系统无法同时完成红光、绿光及蓝光数字全息图的记录(需要在光路系统中通过电子快门控制各单...
【技术保护点】
一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：包括按光路依次放置的红、绿、蓝三色激光器Laser1～Laser3，分光棱镜BS1～BS8，反射镜M1～M8，可调衰减器Filter1～Filter6，直角三棱镜Prism1～Prism4，消色差显微物镜MO1～MO4，针孔PH1～PH4，消色差透镜L1～L4，计算机Computer，CCD相机CCD和待测物体；红、绿、蓝三色激光器Laser1～Laser3：分别用于红光激光器发出红色激光束，绿光激光器发出绿色激光束，蓝光激光器发出蓝色激光束，作为光源进行数字全息图的记录；分光棱镜BS1～BS8：分别用于透射红光激光器发出的红色激光束、绿光激光器发出的绿色激光束、蓝光激光器发出的蓝色激光束，透射反射镜反射的红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束，透射已经过分光棱镜的激光束以及反射经过可调衰减器的激光束；反射镜M1～M8：分别用于反射经过可调衰减器后的红色激光束、绿色激光束和蓝色激光束；可调衰减器Filter1～Filter6：分别用于调节照明待测物体的红色、绿色和蓝色激光束的强度和记录待测物体红色、绿色和蓝色强度信息的数字全息图的参考光束的强度...
【技术特征摘要】
1.一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：包括按光路依次放置
的红、绿、蓝三色激光器Laser1～Laser3，分光棱镜BS1～BS8，反射镜M1～M8，可
调衰减器Filter1～Filter6，直角三棱镜Prism1～Prism4，消色差显微物镜MO1～MO4，
针孔PH1～PH4，消色差透镜L1～L4，计算机Computer，CCD相机CCD和待测物体；
红、绿、蓝三色激光器Laser1～Laser3：分别用于红光激光器发出红色激光束，
绿光激光器发出绿色激光束，蓝光激光器发出蓝色激光束，作为光源进行数字全
息图的记录；
分光棱镜BS1～BS8：分别用于透射红光激光器发出的红色激光束、绿光激光
器发出的绿色激光束、蓝光激光器发出的蓝色激光束，透射反射镜反射的红色激
光束、绿色激光束和蓝色激光束，透射已经过分光棱镜的激光束以及反射经过可
调衰减器的激光束；
反射镜M1～M8：分别用于反射经过可调衰减器后的红色激光束、绿色激光
束和蓝色激光束；
可调衰减器Filter1～Filter6：分别用于调节照明待测物体的红色、绿色和蓝色
激光束的强度和记录待测物体红色、绿色和蓝色强度信息的数字全息图的参考光
束的强度；
直角三棱镜Prism1～Prism4：分别用于与反射镜组成光程延迟系统；
消色差显微物镜MO1～MO4：分别用于与针孔将分光棱镜接收的反射的红色
激光束、绿色激光束和蓝色激光束进行扩束后变为球面点光源；
针孔PH1～PH4：分别用于与消色差显微物镜将分光棱镜接收的反射的红色激
光束、绿色激光束和蓝色激光束进行扩束后变为球面点光源；
消色差透镜L1～L4：分别用于将针孔发出的球面光束准直为平行光束；
计算机Computer：用于存储CCD相机采集的数字全息图并对其进行数值重
建得到再现像；
CCD相机CCD：用于采集数字全息图；
待测物体Object：用于彩色数字全息像记录和再现的彩色物体。
2.根据权利要求1所述的一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：
所述红、绿、蓝三色激光器Laser1～Laser3中的红光激光器Laser1发出红色激光
束，绿光激光器Laser2发出绿色激光束，蓝光激光器Laser3发出蓝色激光束；
所述红光激光器Laser1发出的红色激光束经过分光棱镜BS1后的透射光束，
在经过可调衰减器Filter1调节后，由反射镜M1反射后依次经过分光棱镜BS4和
分光棱镜BS5，然后由消色差显微物镜MO4和针孔PH4扩束后变为球面点光源，
消色差透镜L4的焦点位于针孔PH4上，由针孔PH4发出的球面光束经消色差透镜
L4后准直为平行光束；
所述绿光激光器Laser2发出的绿色激光束经过分光棱镜BS2后的透射光束，
在经过可调衰减器Filter3调节后，由分光棱镜BS4反射后经过分光棱镜BS5，然
后由消色差显微物镜MO4和针孔PH4扩束后变为球面点光源，消色差透镜L4的
焦点位于针孔PH4上，由针孔PH4发出的球面光束经消色差透镜L4后准直为平行
光束；
所述蓝光激光器Laser3发出蓝色激光束经过分光棱镜BS3后的透射光束，在
经过可调衰减器Filter5调节后，由分光棱镜BS5反射，然后由消色差显微物镜
MO4和针孔PH4扩束后变为球面点光源，消色差透镜L4的焦点位于针孔PH4上，
由针孔PH4发出的球面光束经消色差透镜L4后准直为平行光束；
所述平行光束用于照明待测物体，待测物体的反射光由分光棱镜BS8反射后
到达CCD相机靶面，作为记录数字全息图时的红、绿、蓝色物光束；
所述红光激光器Laser1发出的红色激光束经过分光棱镜BS1后的反射光束，
在经过可调衰减器Filter2后，经过由反射镜M2、直角三棱镜Prism1和反射镜
M3组成的光程延迟系统，然后由消色差显微物镜MO1和针孔PH1扩束后变为球
面点光源，消色差透镜L1的焦点位于针孔PH1上，由针孔PH1发出的球面光束经
消色差透镜L1后准直为平行光束，该光束由反射镜M8反射后，依次经过分光棱
镜BS6、分光棱镜BS7和分光棱镜BS8后到达CCD相机靶面，作为记录待测物体
红色强度信息的数字全息图的参考光束；
所述绿光激光器Laser2发出的绿色激光束经过分光棱镜BS2后的反射光束，
在经过可调衰减器Filter4后，经过由反射镜M4、直角三棱镜Prism2和反射镜
M5组成的光程延迟系统，然后由消色差显微物镜MO2和针孔PH2扩束后变为球
面点光源，消色差透镜L2的焦点位于针孔PH2上，由针孔PH2发出的球面光束经
消色差透镜L2后准直为平行光束，该光束由分光棱镜BS6反射后，依次经过分光
棱镜BS7和分光棱镜BS8后到达CCD相机靶面，作为记录待测物体绿色强度信息
\t的数字全息图的参考光束；
所述蓝光激光器Laser3发出蓝色激光束经过分光棱镜BS3后的反射光束，在
经过可调衰减器Filter6后，经过由反射镜M6、直角三棱镜Prism3和反射镜M7组成的光程延迟系统，然后由消色差显微物镜MO3和针孔PH3扩束后变为球面
点光源，消色差透镜L3的焦点位于针孔PH3上，由针孔PH3发出的球面光束经消
色差透镜L3后准直为平行光束，该光束由分光棱镜BS7反射后，经过分光棱镜
BS8后到达CCD相机靶面，作为记录待测物体蓝色强度信息的数字全息图的参考
光束；
调节反射镜M8、分光棱镜BS6和分光棱镜BS7，使得红色、绿色、蓝色三束
参考光束以不同的角度照射到CCD靶面。
3.根据权利要求2所述的一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：
所述反射镜M1、分光棱镜BS4和分光棱镜BS5分别反射的红、绿、蓝色激光束严
格共路重合。
4.根据权利要求2所述的一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：
所述可调衰减器Filter1用于调节照明待测物体的红色激光束的强度；
所述可调衰减器Filter3用于调节照明待测物体的绿色激光束的强度；
所述可调衰减器Filter5用于调节照明待测物体的蓝色激光束的强度；
通过调节可调衰减器Filter1，可调衰减器Filter3和可调衰减器Filter5，使得
照明待测物体的红色、绿色和蓝色激光束的强度相等。
5.根据权利要求4所述的一种彩色数字全息像的实时记录装置，其特征在于：
所述可调衰减器Filter2用于调节记录待测物体红色强度信息的数字全息图的参
考光束的强度；
所述可调衰减器Filter4用于调节记录待测物体绿色强度信息的数字全息图
的参考光束的强度；
所述可调衰减器Filter6用于调节记录待测物体蓝色强度...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜宏振，刘勇，李东，刘旭，郑芳兰，郑垠波，杨一，陈竹，张霖，石振东，原泉，马骅，马玉荣，冯晓璇，马可，任寰，李文洪，于德强，巴荣声，周信达，袁静，丁磊，陈波，杨晓瑜，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院激光聚变研究中心，
类型：发明
国别省市：四川;51
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