武汉迅微光电技术有限公司从事生物医学光电子技术领域产品的研发、生产和销售。目前主要产品为激光散斑血流成像仪、内源光信号成像系统、荧光-血流多模态成像系统、高稳定半导体激光器光源等。欢迎来电咨询!!!
现有的抑制激光散斑的方法
基于统计光学原理在屏幕上形成沸腾的散斑图样的方法,又包括移动 散射体,移动孔径光阑,振动屏幕,旋转光纤等利用机械运动装置带动光学器件移
激光成像仪
武汉迅微光电技术有限公司从事生物医学光电子技术领域产品的研发、生产和销售。目前主要产品为激光散斑血流成像仪、内源光信号成像系统、荧光-血流多模态成像系统、高稳定半导体激光器光源等。欢迎来电咨询!!!
现有的抑制激光散斑的方法
基于统计光学原理在屏幕上形成沸腾的散斑图样的方法,又包括移动 散射体,移动孔径光阑,振动屏幕,旋转光纤等利用机械运动装置带动光学器件移动在 屏幕上形成散斑沸腾图样的方法。但是因为需要机械装置进行机械操作,在器件的制造和 维护方面都存在一定的问题。例如,采用振动屏幕来减弱激光光斑的方法中,振动屏幕需要 专门定制,需要提供电机之类的驱动装置,而驱动装置需要配置相应的电源,且需要具有机 械臂与振动屏幕固定。振动屏幕需要选择合适的振动幅度与振动频率,才能使得减弱激光 散斑的效果比较好,又不影响图像的正常观看。然而,对于不同的图像源,可能需要不同的 振动幅度与振动频率,对于动态图像源,就需要振动幅度和振动频率能够实时调节,从而使 得驱动装置的实现比较复杂,同时驱动装置的体积也会较大,这与投影系统微型化、便携化 背道而驰。
激光在散射体表面的漫反射或通过一个透明散射体(如毛玻璃)时,在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点,这种斑点称为激光散斑。
激光散斑是由无规散射体被相干光照射产生的,因此是一种随机过程。要研究它必须使用概率统计的方法。通过统计方法的研究,可以认识到散斑的强度分布、对比度和散斑运动规律等特点。的特点就是,这种散斑具有高度的随机性,而且随着距离的不同会出现不同的图案,也就是说,在同一空间中任何两个地方的散斑图案都不相同。只要在空间中打上这样的结构光然后加以记忆就让整个空间都像是被做了标记,然后把一个物体放入这个空间后只需要从物体的散斑图案变化就可以知道这个物体的具体位置。
应用:用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度;利用散斑的动态情况测量物体运动的速度;利用散斑进行光学信息处理,甚至利用散斑验光等。
激光在成像领域极具潜力。但“光斑”问题却一直困扰着人们:当传统激光器被用于成像时,由于高空间相干性,会产生大量随机的斑点或颗粒状的图案,严重影响成像效果。一种能够避免这种失真的方法是使用LED光源。但问题是,对高速成像而言,LED光源的亮度并不够。
结构光:首先将结构光投射至物体表面,再使用摄像机接收该物体表面反射的结构光图案,由于接收图案必会因物体的立体型状而发生变形,故可以试图通过该图案在摄像机上的位置和形变程度来计算物体表面的空间信息。普通的结构光方法仍然是部分采用了三角测距原理的深度计算。
与结构光法不同的是,Light Coding的光源称为“激光散斑”,是激光照射到粗糙物体或穿透毛玻璃后随机形成的衍射斑点。这些散斑具有高度的随机性,而且会随着距离的不同而变换图案。也就是说空间中任意两处的散斑图案都是不同的。只要在空间中打上这样的结构光,整个空间就都被做了标记,把一个物体放进这个空间,只要看看物体上面的散斑图案,就可以知道这个物体在什么位置了。当然,在这之前要把整个空间的散斑图案都记录下来,所以要先做一次光源标定。
散斑现象普遍存在于光学成像的过程中,很早以前牛顿就解释过恒星闪烁而行星不闪烁的现象。由于激光的高度相干性,激光散斑的现象就更加明显。人们主要研究如何减弱散斑的影响。在研究的过程中发现散斑携带了光束和光束所通过的物体的许多信息,于是产生了许多的应用。例如用散斑的对比度测量反射表面的粗糙度,利用散斑的动态情况测量物体运动的速度,利用散斑进行光学信息处理、甚至利用散斑验光等等。激光散斑可以用曝光的办法进行测量,但的测量方法是利用CCD和计算机技术,因为用此技术避免了显影和定影的过程,可以实现实时测量的目的,在科研和生产过程中得到日益广泛的应用,因此是值得在教学实验中推广的一个实验。本实验的目的是让学生初步了解激光散斑的特性,学习有关散斑光强分布和散射体表面位移的实时测量方法:相关函数法,通过本实验还可以了解激光光束的基本特点以及CCD光电数据采集系统。这些都是当代科研和教育技术中很有用的基本技术和知识。激光自散射体的表面漫反射或通过一个透明散射体(例如毛玻璃)时,在散射表面或附近的光场中可以观察到一种无规分布的亮暗斑点,称为激光散斑(Laser Speckles)或斑纹。如果散射体足够粗糙,这种分布所形成的图样是非常特殊和美丽的(对比度为1)。

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