一種測量散射物體散射函數實部和虛部的裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于應用光學技術領域，尤其涉及一種測量散射物體散射函數實部和 虛部的裝置，此測量裝置能夠精確的恢復出散射物體散射函數的振幅和位相信息，可以應 用于光學成像、空間遙感、天文探測等領域。
【背景技術】
[0002] 近年來，散射物體的散射函數獲得了研究人員的廣泛關注，從物體的散射函數中 可以提取出散射物體的基本特征參數，從而為物體的成像、探測等等提供重要的技術基礎。 從統計力學角度來講，散射函數一般可以用關聯函數來表征，關聯函數是指空間上的某一 點在不同的時刻（時域）或者是同一時刻在空間不同的位置（空域）之間起伏的一致性， 如果在不同的時刻或者不同的空間位置二者具有完全一致的起伏特性，那么就說二者是完 全相關的，關聯值為一；如果二者的起伏完全獨立，那么就說二者不相關，關聯值為零，一般 而言，光場的關聯值介于這兩個極限值之間。
[0003] 因此，我們可以通過測量兩點在時域或者空域的關聯獲得光束在時間和空間上的 起伏關聯，從而還原目標物體的結構和空間等信息，這一測量手段在天文測量、信息加密、 生物技術等等方面具有廣泛的應用價值，特別是在光學探測、光學通信、光束整形、粒子俘 獲、光學成像等等領域，獲得了廣泛的應用。因此，散射函數的測量具有重要的實踐意義。但 是在以往的實際應用中，傳統的測量并不能恢復出散射函數值（包含實部和虛部信息），而 只能夠得到散射函數的模平方，顯然這并不能夠得到散射函數的完整信息，同時這種測量 方式具有嚴重的局限性，限制了對散射函數的進一步應用，到目前為止還沒有提出過完整 的恢復散射函數的方法和裝置。此外，長期以來，對于散射函數的研究一直聚焦于簡單的散 射函數，近幾年來，隨著更為復雜的散射函數的理論和實驗研究的發展，也催生了關于散射 函數的更深層次的實踐應用，展現出更為廣闊的應用前景。
[0004] 綜上所述，散射函數因其特殊的結構特征被廣泛的應用于天文觀測、國防科研、醫 療衛生等重大領域，具有廣泛的應用價值，但是，正是因為其特殊的結構特征，如何精確的 測量和還原其實部和虛部信息從而得到完整的關聯信息顯得尤為重要，同時也具有重要的 現實意義。 【實用新型內容】
[0005] 為解決上述技術問題，本實用新型的目的是提供一種測量散射物體散射函數實部 和虛部的裝置，該裝置能夠精確的測量出散射函數的實部和虛部信息，在光學成像、空間遙 感、天文探測、信息的加密和傳輸等等領域具有重要的應用價值。
[0006] 本實用新型的測量散射物體散射函數實部和虛部的裝置，包括激光器、對所述激 光器發出的激光光束進行擴束的擴束器、將擴束后的所述激光光束分成相垂直的透射光束 與反射光束的第一分光鏡、分別將所述透射光束與所述反射光束反射90°的第一反射鏡與 第二反射鏡、以及將反射后的所述透射光束與所述反射光束共軸疊加的第二分光鏡、將疊 加后的光束的光強信息轉換為圖片信息的探測傳感器，以及與所述探測傳感器通信連接的 微型計算機，散射物體置于所述第一反射鏡與第二分光鏡之間或置于所述第二反射鏡與第 二分光鏡之間。
[0007] 進一步的，所述第一分光鏡與所述第一反射鏡和第二反射鏡之間均設有中性密度 濾波片。
[0008] 進一步的，所述激光器為線偏振單縱模He-Ne氣體激光器。
[0009] 進一步的，所述第一分光鏡與第二分光鏡的分光比均為50 :50。
[0010] 借由上述方案，本實用新型的測量散射物體散射函數實部和虛部的裝置的優點在 于：
[0011] 1、本實用新型技術方案提供的一種測量散射物體（內部散射或表面散射）散射函 數實部和虛部的裝置，首次提出了通過疊加完全相干光束來測量散射光束源的散射函數的 實部和虛部信息，具有首創性；
[0012] 2、本實用新型技術方案提供的測量關聯函數實部和虛部的裝置，結構緊湊、測量 精確，具有良好的操作性和實用性，具有廣泛地應用前景。
[0013] 上述說明僅是本實用新型技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技 術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳 細說明如后。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型實施例提供的一種測量散射物體散射函數實部和虛部的裝置 結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型實施例提供的一種散射物體散射函數模平方的等高分布圖；
[0016]圖3是本實用新型實施例提供的一種散射物體散射函數實部的等高分布圖；
[0017]圖4是本實用新型實施例提供的一種散射物體散射函數虛部的等高分布圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下 實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0019] 參見圖1，本實用新型一較佳實施例所述的一種測量散射物體散射函數實部和虛 部的裝置，包括激光器1，擴束鏡2,第一分光鏡3,第二分光鏡9,中性密度濾波片4、6,第一 反射鏡5,第二反射鏡7,散射物體8,探測傳感器10,微型計算機11。
[0020] 由激光器1發出光強分布呈高斯分布的線偏振激光光束，激光器1為單縱模氦氖 激光器，功率lOOmw，波長為632. 8nm;激光器1發射出的線偏振激光光束經過連續可調式擴 束鏡2擴束，擴束鏡2用來調節光束的束腰大小，擴束鏡2為連續可調式鍍膜擴束鏡；經擴 束的線偏振激光光束被第一分光鏡3均勾分成相垂直的透射光束和反射光束，第一分光鏡 3為分光比50:50的非偏振分光鏡；透射光束經由中性密度濾波片4后，被第一反射鏡5反 射后照射到第二分光鏡9,第二分光鏡9同樣為分光比50:50的非偏振分光鏡，中性密度濾 波片4為連續可調式的中性密度濾波片，第一反射鏡5為鍍銀表面鍍鋁保護膜型反射鏡；經 由第一分光鏡3反射的反射光束經由中性密度濾波片6后，被第二反射鏡7反射后照射在 散射物體8,中性密度濾波片6同樣為連續可調式的中性密度濾波片；經由第一反射鏡5反 射的完全相干光束與經由散射物體產生的散射光束在第二分光鏡9處同軸疊加；產生的疊 加光束源照射到探測傳感器10上，探測傳感器10將光強信息轉化為0-255級灰度圖片信 息，經由探測傳感器10記錄的灰度圖片信息保存至微型計算機11上。
[0021] 記錄在微型計算機11內的圖片信息可以通過以下的方式處理：由探測傳感 器10連續記錄下來總數為N(N為正整數）張的灰度圖片信息，每一張圖片信息可以表 示成AXB的光強矩陣I(r)，A和B為所記錄的圖片在橫向和縱向的像素元個數，r= (x，y)，[(x，y)G(A，B)]為圖片上任意一個像素元的坐標值，I為每一個像素元的灰度值即 光強值，對矩陣做如（1)式所示的運算處理后就可以得到四階關聯函數（即散射函數的模 平方）的空間分布，其計算機處理過程如下：
[0023] 其中g(2) (ri，r2)為兩像元點巧和r2的空間四階關聯，〈〉為函數的系綜平均；n和 N分別為探測器拍攝的某一幀圖片以及所拍攝到的總的圖片數；In(ri)及In(r2)分別第n張 圖片在rJPr2點的光強值；2為求和符號。實際處理中可以固定^的坐標值，計算此坐標 處的光強值與不同r2處的光強值的關聯值，來求得散射函數的模平方，此處理方法能夠得 到散射函數模平方的二維平面分布，此測量處理方法的測量精度取決于測量的圖片張數N， 處理中當NMOOO時可以確保測量的精度。