CN110133983A - 一种基于光纤传输的激光全息采集*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于光纤传输的激光全息采集***，用于采集物体全息信息，包括激光输出装置、分光装置、第一扩束装置、第二扩束装置、全息干板以及光纤，其中：激光输出装置输出激光，激光经分光装置分为相干的两路光路，其中一路光路经第一扩束装置照射在物体上，该光路在物体表面漫反射形成物光束投射于全息干板上；另一光路经第二扩束装置形成参考光束投射于全息干板上；在激光输出装置输出激光分别传输至第一扩束装置与第二扩束装置的过程中，激光在光纤中进行传输。本发明采用光纤作为激光传输的载体来改进常规的激光全息投影采集***，大大提高***的集成性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及全息投影技术领域，更具体地，涉及一种基于光纤传输的激光全息采集***。
背景技术
全息投影技术也称“虚拟成像技术”。全息影像是真正的三维立体影像，观众不需要佩戴带立体眼镜或其他任何的辅助设备，就可以在不同的角度裸眼观看立体影像，由于全息再现象光波保留了原有物光波的全部振幅与相位的信息，故再现象与原物有着完全相同的三维特性，全息投影技术不仅可以产生立体的逼真的空中幻像，通过排练还可以使产生的幻像与表演者产生互动，一起完成表演，产生令人震撼的演出效果。
全息投影技术的拍摄过程是利用干涉原理记录物体光波信息的。被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束，另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图。
常规的激光全息投影采集***是利用平面镜，分束镜等器，扩束镜等来实现激光的分束和反射传输，如图1所示。常规的激光全息投影采集***有如下缺点：
1.***调试安装困难。平面镜和分束镜都需要调整摆放的角度来调整激光的传播路径，人为的改变镜面的角度很难实现精准的控制，为此需要专门的校准支架来实现角度的精确控制。同时，整个***相对繁杂，对摆设的空间要求比较高，不容易制成一个小型化，集成化的***。
2.激光的危险性。人体器官容易受到激光损害，特别是眼睛和皮肤。因此，在***调试时裸露的激光具有一定的危险性。
3.激光器需要安放在光学平台上。对实验环境的要求较高，不利于应用实际应用。
发明内容
本发明提供克服上述现有技术所述的调试安装困难、激光易照射到人体的危险性的缺陷，提供一种调试安装简单、降低对人体危害的基于光纤传输的激光全息采集***。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于光纤传输的激光全息采集***，用于采集物体全息信息，包括激光输出装置、分光装置、第一扩束装置、第二扩束装置、全息干板以及光纤，其中：
激光输出装置输出激光，激光经分光装置分为相干的两路光路，其中一路光路经第一扩束装置照射在物体上，该光路在物体表面漫反射形成物光束投射于全息干板上；
另一光路经第二扩束装置形成参考光束投射于全息干板上；
在激光输出装置输出激光分别传输至第一扩束装置与第二扩束装置的过程中，激光在光纤中进行传输。
优选地，所述分光装置为光纤分光器，其中光纤分光器(也叫分光器)为实现光网络***中将光信号进行耦合、分支、分配的光纤汇接器件。
优选地，所述第一扩束装置与第二扩束装置均为锥形光纤，其中锥形光纤是一种不规则光纤，当光从锥形光纤的小段入射时，锥形光纤可以作为扩束器进行使用。
优选地，所述激光输出装置包括若干激光器和光源选择开关，由光源选择开关选择不同的激光器输出作为光源。
优选地，所述若干激光器包括He-Ne激光器、He-Cd白激光器和脉冲激光器，由于不同的激光光源适用与不同的全息图像采集，一般用于全息干板记录三维物体的全息图可用He-Ne激光器，拍照景深大的物体可用长相干光程的He-Ne激光器，记录真彩色物体的全息图可用He-Cd白激光器，拍摄活动物体，则需要脉冲激光器等。本***为满足不同的拍摄需求，集成了多种激光光源，通过光源选择开关实现不同激光光源的切换。
优选地，所述激光输出装置安装在实验室环境中，将光纤牵引使第一扩束装置和第二扩束装置安装在远离激光输出装置的位置拍摄物体，由于光纤传光不受传输路径的限制，传输过程中光能损耗低等特性，只需考虑如何保证光纤出射口与全息干板的相对位置不变，保证激光器与全息干板的相对位置不变，就可实现远距离的全息图像采集。
优选地，还设置有多个分光装置，每个分光装置均配置有两个扩束装置以及全息干板，每个分光装置将激光输出装置输出的激光分为相干的两路光路，并通过光纤传播至该分光装置配置的两个扩束装置，对该分光装置对应的物体进行全息信息采集，同时满足多个全息图同时拍摄时，将光纤牵引至不同地方，就可实现多个位置共用一个光源进行全息图采集，从而实现分布式采集。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
本发明采用光纤作为激光传输的载体来改进常规的激光全息投影采集***，用光纤分光器实现分束镜的作用，用光纤实现平面镜的作用，用锥形光纤实现扩束镜的作用，大大提高***的集成性和稳定性。本发明只需要改变调整光纤出射口的角度，就能较好的控制激光的传播方向，调试简单；由于光纤细如发丝，体积非常小，这种特点可以使体积小型化集成化成为可能；激光在光纤中传播是基于全反射的原理在光纤中传播，避免了激光直接在空气中传播，可以降低激光对人员造成伤害的可能；适用于远距离，分布式采集全息图，激光器作为光源放置在室内，牵引光纤到不同的采集地点，就能实现远距离分布式采集全息图。
附图说明
图1为传统的激光全息投影采集***示意图。
图2为一种基于光纤传输的激光全息采集***示意图；
图中，11、12、13、14为不同的激光器，2为光源选择开关，3为分光装置，4为第一扩束装置，5为第二扩束装置，6为物体，7为物光束，8为参考光束，9为光纤，10为全息干板。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例提供一种基于光纤9传输的激光全息采集***，用于采集物体6全息信息，包括激光输出装置、分光装置3、第一扩束装置4、第二扩束装置5、全息干板10以及光纤9，其中：
激光输出装置输出激光，激光经分光装置3分为相干的两路光路，其中一路光路经第一扩束装置4照射在物体6上，该光路在物体6表面漫反射形成物光束7投射于全息干板10上；
另一光路经第二扩束装置5形成参考光束8投射于全息干板10上；
在激光输出装置输出激光分别传输至第一扩束装置4与第二扩束装置5的过程中，激光在光纤9中进行传输；
如图1，所述分光装置3为光纤9分光器；所述第一扩束装置4与第二扩束装置5均为锥形光纤；所述激光输出装置包括若干激光器和光源选择开关2，由光源选择开关2选择不同的激光器输出作为光源；所述若干激光器包括He-Ne激光器、He-Cd白激光器和脉冲激光器。
在具体实施过程中，将所述激光输出装置安装在实验室环境中，将光纤9牵引使第一扩束装置4和第二扩束装置5安装在远离激光输出装置的位置拍摄物体6，由全息干板10获取物体6全息图像。
实施例2
本实施例提供一种具有多个分光装置3的基于光纤9传输的激光全息采集***，在实施例1的基础上，还包括多个分光装置3，每个分光装置3均配置有两个扩束装置以及全息干板10，每个分光装置3将激光输出装置输出的激光分为相干的两路光路，并通过光纤9传播至该分光装置3配置的两个扩束装置，对该分光装置3对应的物体6进行全息信息采集。
所述分光装置3为光纤9分光器；所述扩束装置均为锥形光纤。
本***可对多个物体6同时进行全息图像的获取。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于光纤传输的激光全息采集***，用于采集物体全息信息，其特征在于，包括激光输出装置、分光装置、第一扩束装置、第二扩束装置、全息干板以及光纤，其中：
激光输出装置输出激光，激光经分光装置分为相干的两路光路，其中一路光路经第一扩束装置照射在物体上，该光路在物体表面漫反射形成物光束投射于全息干板上；
另一光路经第二扩束装置形成参考光束投射于全息干板上；
在激光输出装置输出激光分别传输至第一扩束装置与第二扩束装置的过程中，激光在光纤中进行传输。
2.根据权利要求1所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，所述分光装置为光纤分光器。
3.根据权利要求1或2所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，所述第一扩束装置与第二扩束装置均为锥形光纤。
4.根据权利要求3所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，所述激光输出装置包括若干激光器和光源选择开关，由光源选择开关选择不同的激光器输出作为光源。
5.根据权利要求4所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，所述若干激光器包括He-Ne激光器、He-Cd白激光器和脉冲激光器。
6.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，所述激光输出装置安装在实验室环境中，将光纤牵引使第一扩束装置和第二扩束装置安装在远离激光输出装置的位置拍摄物体。
7.根据权利要求1、2、4或5任一项所述的基于光纤传输的激光全息采集***，其特征在于，还设置有多个分光装置，每个分光装置均配置有两个扩束装置以及全息干板，每个分光装置将激光输出装置输出的激光分为相干的两路光路，并通过光纤传播至该分光装置配置的两个扩束装置，对该分光装置对应的物体进行全息信息采集。
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