CN109709037A - 光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统。包括钨卤素灯光源模块，用于发射钨卤素灯点光源，以检测待测样品；迈克尔逊干涉仪模块，包括凸透镜、第一柱透镜、第二柱透镜、分光镜、参考镜；二维光谱仪模块，包括反射式光栅、第三柱透镜、面阵CCD相机；移相器模块，为由可编程式直流电压源控制的压电陶瓷；计算机，用于对二维干涉条纹图像采集、移相器模块进行控制；图像处理软件模块，用于对所述的条纹图像信号进行处理，获得待测样品结构信息或表面轮廓信息以完成成像目的。本发明系统可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果，有效去除了频域光学相干层析成像存在的复共轭镜像干扰，将光学相干层析系统的探测深度提高一倍。

Description

光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统

技术领域

本发明涉及一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统。

背景技术

频域光学相干层析成像是一种非接触式、无损伤、精度高及高分辨率的新型层析成像方法，光学相干层析以低相干光干涉为原理，以迈克耳逊干涉仪为技术核心，通过测量待测物体的反射或后向散射光来获取物体结构信息或表面轮廓信息。传统的方法是对采集的干涉光谱直接进行快速傅里叶变换，但这种直接对实数信号进行快速傅里叶变换的处理方法会出现检测样品实像关于零光程差对称的镜像成像，通常镜像和实像会相互叠加，导致图像混淆，传统做法是将检测样品置于正光程或负光程位置，使镜像和实像分开，但这就浪费了系统一半的成像深度和成像能力。目前采用的的三步移相法是通过控制电压输出从而驱动压电陶瓷来进行移相，通过移相获得相对于光源中心波长具有0°、90°、180°的相位差的干涉信息，在信号重构的过程中以这三个相移量代替各波长处的相移量，然而，由于光源是宽带光源，其包含的波长成分及分为通常为几百个纳米，以中心波长移相时对其他波长成分均存在误差，即为多色误差，多色误差的存在使得传统的的三步移相法去共轭镜像能力有限，会存在共轭镜像残余，共轭镜像抑制比受到光源带宽所产生的多色误差影响较大。本发明提出了将光源分段为多个窄带宽光源的组合，采用二分段三步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、四分段三步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、八分段三步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像、十六分段三步移相去除光学相干层析复共轭镜像成像等，可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，包括：

钨卤素灯光源模块，用于发射钨卤素灯点光源，以检测待测样品；

迈克尔逊干涉仪模块，包括凸透镜、第一柱透镜、第二柱透镜、分光镜、参考镜，凸透镜将钨卤素灯光源模块发射的点光源准直为平行光束，第一柱透镜将平行光束聚焦为焦线，而后由分光镜将第一柱透镜出射的光束分束为强度相等的两束光线，一束作为参考光汇聚于参考镜，另一束作为探测光汇聚于安装在待测样品安装架上的待测样品表面，两束光经反射至分光镜后重合发生干涉，并经第二柱透镜出射；

二维光谱仪模块，包括反射式光栅、第三柱透镜、面阵CCD相机，经第二柱透镜出射的干涉光束经反射式光栅按波长在空间分光后由第三柱透镜汇聚成干涉谱线，由面阵CCD相机采集获得二维干涉光谱条纹；

移相器模块，为由可编程式直流电压源控制的压电陶瓷，所述参考镜安装于所述压电陶瓷上，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现纳米量级位移；

计算机，用于对二维干涉条纹图像采集、移相器模块进行控制，并对传输到计算机的条纹图像信号进行存储和处理；所述计算机安装有图像处理软件模块，用于对所述的条纹图像信号进行处理，包括滤波、移相、复数信号重构、快速傅里叶变换，获得待测样品结构信息或表面轮廓信息以完成成像目的。

在本发明一实施例中，还包括一设置于第二柱透镜与反射式光栅之间的反射镜，以将第二柱透镜出射的干涉光束反射至反射式光栅。

在本发明一实施例中，所述移相器模块移相时将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合，对每一个窄带宽光源，采用三步移相法分别获得对应的窄带宽波段内重构的复数干涉光谱信号；而后对分段重构后的复数干涉光谱信号进行快速傅里叶变换。

在本发明一实施例中，所述将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合的分段方式包括二分段、四分段、八分段、十六分段。

在本发明一实施例中，所述将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合，对每一个窄带宽光源，采用三步移相法分别获得对应的窄带宽波段内重构的复数干涉光谱信号；而后对分段重构后的复数干涉光谱信号进行快速傅里叶变换，具体实现方式如下：

面阵CCD相机采集的干涉光谱信号中直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²不受光程差影响，干涉光谱信号可以表示为：

I(k,y)＝|I_r(k,y)|²+|I_s(k,y)|²+2|I_r(k,y)||I_s(k,y)|cos(φ(k,y))

其中，k为波数，y为探测焦线上检测点的竖向位置坐标，φ(k,y)为参考光与样品光相位角；

进一步，干涉光谱信号可以写为：

其中，I₀(k,y)为直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²之和，A(k,y)为二维干涉光谱不同波长光强，为二维干涉光谱不同波长相位；

对各窄带宽光源的组合，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现定步距位移，获得三组不同相位差的干涉光谱，分别以三步移相法分段重构复数形式的光谱信号从而去除成像信号中的复共轭镜像信号；

当参考镜和待测样品的光程差发生变化时就可以得到一个相位差，通过控制可编程式直流电压源驱动压电陶瓷实现特点的位移变化，引入光程差后就可以得到相位差固定的三幅干涉光谱I₁(k)、I₂(k)、I₃(k)，由此分段求解出二维干涉光谱不同波长光强和相位；

光强表达式为：

其中，φ(k,y)为二维干涉光谱移相的相位差；

求解上式得二维干涉光谱不同波长光强和相位：

由此分段重构出复数形式的的二维干涉光谱信号，对分段求解获得的二维复数干涉信号进行傅里叶变换即可获得共轭镜像抑制比高的消除镜像的待测样品实际结构层析图或者表面轮廓图信息。

在本发明一实施例中，该系统实现成像的方式如下：

A、针对待测样品调整待测样品安装架，产生干涉信号；

B、完成光谱仪波长标定，确定面阵CCD相机横向上起止像素点及各像素点所对应的光源光谱波长大小；

C、将光源分段为多个窄带宽光源的组合，将光源光谱波段均匀分段，计算出各窄带宽光源的起止波长及光谱范围，计算出各窄带宽光源的中心波长；

D、对分段后每一个窄带宽光源，以各窄带宽光源的中心波长为参考，按三步移相法移相差为90°，计算出各窄带宽光源三步移相时移相器的移相位移；

E、通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷按分段后确定的移相位移实现定步距位移，采用面阵CCD相机图像采集模块对干涉条纹图像进行成像和记录,获得各分段窄带宽光源不同相位差的干涉光谱；

F、将采集到的干涉条纹图像传输到计算机，对分段后各窄带宽光源以三步移相计算出各段波长范围内光强及相位，分段重构复数形式的二维干涉光谱信号，采用图像处理软件模块进行条纹信号的处理；

G、图像处理软件模块对采集到的一系列图像每行像素点光强先加Hanning窗函数，后进行快速傅里叶变换，提取出各行像素点强度变化频率；

H、图像处理软件模块将各行像素点强度变化频率乘以经波长标定后自搭建光谱仪所确定的系统距离分辨率即得到去除复共轭镜像及镜像抑制比高的待测样品层析结构图。

相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：本发明系统可以有效降低多色误差影响，极大地提高复共轭镜像抑制效果，将光学相干层析系统的探测深度提高一倍。

附图说明

图1是实施例的装置二维结构示意图。

图2是实施例的装置三维结构示意图。

图3是传统的频域光学相干层析成像过程示意图。

图4是未分段时各波长所对应的移相误差图。

图5是未分段时采用三步移相方法检测成像流程图。

图6是二分段时各波长所对应的移相误差图。

图7是二分段三步移相方法检测成像流程图。

图8是四分段时各波长所对应的移相误差图。

图9是四分段三步移相方法时各波长所对应的移相误差图。

图10是八分段时各波长所对应的移相误差图。

图11是八分段三步移相方法检测成像流程图。

图12是十六分段时，各波长所对应的移相误差图。

图13是十六分段三步移相方法检测成像流程图。

图14为未分段三步移相、二分段三步移相、四分段三步移相、八分段三步移相、十六分段三步移相复共轭镜像抑制比对比图。

图中：1-钨卤素灯光源，2-凸透镜，3、9、12-柱透镜，4-分光镜，5-参考镜，6-移相器模块， 7-待测样品，8-待测样品安装架，10-反射镜，11-反射式光栅，13-面阵CCD相机。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。

如图1、2所示，本发明提供了一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，包括：

钨卤素灯光源模块，用于发射钨卤素灯点光源，以检测待测样品；

迈克尔逊干涉仪模块，包括凸透镜、第一柱透镜、第二柱透镜、分光镜、参考镜，凸透镜将钨卤素灯光源模块发射的点光源准直为平行光束，第一柱透镜将平行光束聚焦为焦线，而后由分光镜将第一柱透镜出射的光束分束为强度相等的两束光线，一束作为参考光汇聚于参考镜，另一束作为探测光汇聚于安装在待测样品安装架上的待测样品表面，两束光经反射至分光镜后重合发生干涉，并经第二柱透镜出射；

二维光谱仪模块，包括反射式光栅、第三柱透镜、面阵CCD相机，经第二柱透镜出射的干涉光束经反射式光栅按波长在空间分光后由第三柱透镜汇聚成干涉谱线，由面阵CCD相机采集获得二维干涉光谱条纹；

移相器模块，为由可编程式直流电压源控制的压电陶瓷，所述参考镜安装于所述压电陶瓷上，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现纳米量级位移；

计算机，用于对二维干涉条纹图像采集、移相器模块进行控制，并对传输到计算机的条纹图像信号进行存储和处理；所述计算机安装有图像处理软件模块，用于对所述的条纹图像信号进行处理，包括滤波、移相、复数信号重构、快速傅里叶变换，获得待测样品结构信息或表面轮廓信息以完成成像目的。

还包括一设置于第二柱透镜与反射式光栅之间的反射镜，以将第二柱透镜出射的干涉光束反射至反射式光栅。

所述移相器模块移相时将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合，对每一个窄带宽光源，采用三步移相法分别获得对应的窄带宽波段内重构的复数干涉光谱信号；而后对分段重构后的复数干涉光谱信号进行快速傅里叶变换。所述将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合的分段方式包括二分段、四分段、八分段、十六分段。具体实现方式如下：

面阵CCD相机采集的干涉光谱信号中直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²不受光程差影响，干涉光谱信号可以表示为：

I(k,y)＝|I_r(k,y)|²+|I_s(k,y)|²+2|I_r(k,y)||I_s(k,y)|cos(φ(k,y))

其中，k为波数，y为探测焦线上检测点的竖向位置坐标，φ(k,y)为参考光与样品光相位角；

进一步，干涉光谱信号可以写为：

其中，I₀(k,y)为直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²之和，A(k,y)为二维干涉光谱不同波长光强，为二维干涉光谱不同波长相位；

对各窄带宽光源的组合，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现定步距位移，获得三组不同相位差的干涉光谱，分别以三步移相法分段重构复数形式的光谱信号从而去除成像信号中的复共轭镜像信号；

当参考镜和待测样品的光程差发生变化时就可以得到一个相位差，通过控制可编程式直流电压源驱动压电陶瓷实现特点的位移变化，引入光程差后就可以得到相位差固定的三幅干涉光谱I₁(k)、I₂(k)、I₃(k)，由此分段求解出二维干涉光谱不同波长光强和相位；

光强表达式为：

其中，φ(k,y)为二维干涉光谱移相的相位差；

求解上式得二维干涉光谱不同波长光强和相位：

由此分段重构出复数形式的的二维干涉光谱信号，对分段求解获得的二维复数干涉信号进行傅里叶变换即可获得共轭镜像抑制比高的消除镜像的待测样品实际结构层析图或者表面轮廓图信息。

本发明光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统实现成像的方式如下：

A、针对待测样品调整待测样品安装架，产生干涉信号；

B、完成光谱仪波长标定，确定面阵CCD相机横向上起止像素点及各像素点所对应的光源光谱波长大小；

C、将光源分段为多个窄带宽光源的组合，将光源光谱波段均匀分段，计算出各窄带宽光源的起止波长及光谱范围，计算出各窄带宽光源的中心波长；

D、对分段后每一个窄带宽光源，以各窄带宽光源的中心波长为参考，按三步移相法移相差为90°，计算出各窄带宽光源三步移相时移相器的移相位移；

E、通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷按分段后确定的移相位移实现定步距位移，采用面阵CCD相机图像采集模块对干涉条纹图像进行成像和记录,获得各分段窄带宽光源不同相位差的干涉光谱；

F、将采集到的干涉条纹图像传输到计算机，对分段后各窄带宽光源以三步移相计算出各段波长范围内光强及相位，分段重构复数形式的二维干涉光谱信号，采用图像处理软件模块进行条纹信号的处理；

G、图像处理软件模块对采集到的一系列图像每行像素点光强先加Hanning窗函数，后进行快速傅里叶变换，提取出各行像素点强度变化频率；

H、图像处理软件模块将各行像素点强度变化频率乘以经波长标定后自搭建光谱仪所确定的系统距离分辨率即得到去除复共轭镜像及镜像抑制比高的待测样品层析结构图。

图3是传统的频域光学相干层析成像过程示意图，传统的方法是对采集的干涉光谱直接进行快速傅里叶变换，但这种直接对实数信号进行快速傅里叶变换的处理方法会出现检测样品实像关于零光程差对称的镜像成像，通常镜像和实像会相互叠加，导致图像混淆，且存在直流干扰及背景噪声。

图4是未分段时对波长范围为742.75nm—1141.71nm，中心波长为942.23nm，分别移相0°、 90°、180°、-90°、-180°时各波长所对应的移相误差，由图可知波长带宽越大，越偏离中心波长，其所对应的移相误差越大。

图5是未分段时采用三步移相方法(波长范围为742.75nm—1141.71nm，中心波长为 942.23nm光源)检测成像流程图，其复共轭镜像抑制信号强度为25.25dB，由成像效果可知，成像存在镜像残余。

图6是二分段时，段1波长范围为742.75nm—942.231nm，中心波长为842.23nm，段2波长范围为942.23nm—1141.71nm，中心波长为1041.97nm，分别移相0°、90°、180°、-90°、 -180°时各波长所对应的移相误差，由图可知分段后，各波长所对应的移相误差逐渐减小。

图7是二分段三步移相方法(段1波长范围为742.75nm—942.231nm，中心波长为842.23nm，段2波长范围为942.23nm—1141.71nm，中心波长为1041.97nm)检测成像流程图，其复共轭镜像抑制信号强度为31.35dB，有效消除了镜像。

图8是四分段时，段1波长范围为742.75nm—842.49nm，中心波长为792.62nm，段2波长范围为842.49nm—942.49nm，中心波长为892.49nm，段3波长范围为942.49nm—1041.97nm，中心波长为992.23nm，段4波长范围为1041.97nm—1141.71nm，中心波长为1091.84nm，分别移相0°、90°、180°、-90°、-180°时各波长所对应的移相误差，由图可知分段后，各波长所对应的移相误差逐渐减小。

图9是四分段三步移相方法(段1波长范围为742.75nm—842.49nm，中心波长为792.62nm，段2波长范围为842.49nm—942.49nm，中心波长为892.49nm，段3波长范围为942.49nm— 1041.97nm，中心波长为992.23nm，段4波长范围为1041.97nm—1141.71nm，中心波长为 1091.84nm)检测成像流程图，其复共轭镜像抑制信号强度为37.31dB，有效消除了镜像。

图10是八分段时，段1波长范围为742.75nm—792.62nm，中心波长为7767.685nm，段2 波长范围为792.62nm—842.49nm，中心波长为817.555nm，段3波长范围为842.49nm—892.49nm，中心波长为867.49nm，段4波长范围为892.49nm—942.49nm，中心波长为917.49nm，段5波长范围为942.49nm—992.23nm，中心波长为967.36nm，段6波长范围为992.23nm— 1041.97nm，中心波长为1017.1nm，段7波长范围为1041.97nm—1091.84nm，中心波长为 1066.905nm，段8波长范围为1091.84nm—1141.71nm，中心波长为1116.775nm，分别移相0°、 90°、180°、-90°、-180°时各波长所对应的移相误差，由图可知分段后，各波长所对应的移相误差逐渐减小。

图11是八分段三步移相方法(段1波长范围为742.75nm—792.62nm，中心波长为7767.685nm，段2波长范围为792.62nm—842.49nm，中心波长为817.555nm，段3波长范围为842.49nm—892.49nm，中心波长为867.49nm，段4波长范围为892.49nm—942.49nm，中心波长为917.49nm，段5波长范围为942.49nm—992.23nm，中心波长为967.36nm，段6波长范围为992.23nm—1041.97nm，中心波长为1017.1nm，段7波长范围为1041.97nm—1091.84nm，中心波长为1066.905nm，段8波长范围为1091.84nm—1141.71nm，中心波长为1116.775nm)检测成像流程图，其复共轭镜像抑制信号强度为45.56dB，有效消除了镜像。

图12是十六分段时，段1波长范围为742.75nm—767.685nm，中心波长为755.2175nm，段 2波长范围为767.685nm—792.62nm，中心波长为780.1525nm，段3波长范围为792.62nm— 817.555nm，中心波长为805.0875nm，段4波长范围为817.555nm—842.49nm，中心波长为 830.0225nm，段5波长范围为842.49nm—867.49nm，中心波长为9854.99nm，段6波长范围为 867.49nm—892.49nm，中心波长为879.99nm，段7波长范围为892.49nm—917.49nm，中心波长为904.99nm，段8波长范围为917.49nm—942.49nm，中心波长为929.99nm，段9波长范围为 942.49nm—967.365nm，中心波长为954.925nm，段10波长范围为967.365nm—992.23nm，中心波长为979.795nm，段11波长范围为992.23nm—1017.1nm，中心波长为1004.665nm，段12波长范围为1017.1nm—1041.97nm，中心波长为1029.535nm，段13波长范围为1041.97nm— 1066.905nm，中心波长为1054.4375nm，段14波长范围为1066.905nm—1091.84nm，中心波长为1079.3725nm，段15波长范围为1091.84nm—1116.775nm，中心波长为1104.3075nm，段16 波长范围为1116.775nm—1141.71nm，中心波长为1129.2425nm，分别移相0°、90°、180°、 -90°、-180°时各波长所对应的移相误差，由图可知分段后，各波长所对应的移相误差逐渐减小。

图13是十六分段三步移相方法(段1波长范围为742.75nm—767.685nm，中心波长为 755.2175nm，段2波长范围为767.685nm—792.62nm，中心波长为780.1525nm，段3波长范围为792.62nm—817.555nm，中心波长为805.0875nm，段4波长范围为817.555nm—842.49nm，中心波长为830.0225nm，段5波长范围为842.49nm—867.49nm，中心波长为9854.99nm，段6 波长范围为867.49nm—892.49nm，中心波长为879.99nm，段7波长范围为892.49nm—917.49nm，中心波长为904.99nm，段8波长范围为917.49nm—942.49nm，中心波长为929.99nm，段9波长范围为942.49nm—967.365nm，中心波长为954.925nm，段10波长范围为967.365nm— 992.23nm，中心波长为979.795nm，段11波长范围为992.23nm—1017.1nm，中心波长为 1004.665nm，段12波长范围为1017.1nm—1041.97nm，中心波长为1029.535nm，段13波长范围为1041.97nm—1066.905nm，中心波长为1054.4375nm，段14波长范围为1066.905nm— 1091.84nm，中心波长为1079.3725nm，段15波长范围为1091.84nm—1116.775nm，中心波长为 1104.3075nm，段16波长范围为1116.775nm—1141.71nm，中心波长为1129.2425nm)检测成像流程图，其复共轭镜像抑制信号强度为53.41dB，有效消除了镜像。

图14为未分段三步移相、二分段三步移相、四分段三步移相、八分段三步移相、十六分段三步移相复共轭镜像抑制比对比图，未分段三步移相复共轭镜像抑制信号强度为25.25dB，二分段三步移相复共轭镜像抑制信号强度为31.35dB，四分段三步移相复共轭镜像抑制信号强度为 37.31dB，八分段三步移相复共轭镜像抑制信号强度为45.56dB，十六分段三步移相复共轭镜像抑制信号强度为53.41dB。随着分段数的增加，多色误差影响逐渐降低，复共轭镜像抑制效果逐渐增加，十六分段三步移相时复共轭镜像信号基本湮没在噪声信号中。

以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，其特征在于，包括：

钨卤素灯光源模块，用于发射钨卤素灯点光源，以检测待测样品；

迈克尔逊干涉仪模块，包括凸透镜、第一柱透镜、第二柱透镜、分光镜、参考镜，凸透镜将钨卤素灯光源模块发射的点光源准直为平行光束，第一柱透镜将平行光束聚焦为焦线，而后由分光镜将第一柱透镜出射的光束分束为强度相等的两束光线，一束作为参考光汇聚于参考镜，另一束作为探测光汇聚于安装在待测样品安装架上的待测样品表面，两束光经反射至分光镜后重合发生干涉，并经第二柱透镜出射；

二维光谱仪模块，包括反射式光栅、第三柱透镜、面阵CCD相机，经第二柱透镜出射的干涉光束经反射式光栅按波长在空间分光后由第三柱透镜汇聚成干涉谱线，由面阵CCD相机采集获得二维干涉光谱条纹；

移相器模块，为由可编程式直流电压源控制的压电陶瓷，所述参考镜安装于所述压电陶瓷上，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现纳米量级位移；

计算机，用于对二维干涉条纹图像采集、移相器模块进行控制，并对传输到计算机的条纹图像信号进行存储和处理；所述计算机安装有图像处理软件模块，用于对所述的条纹图像信号进行处理，包括滤波、移相、复数信号重构、快速傅里叶变换，获得待测样品结构信息或表面轮廓信息以完成成像目的。

2.根据权利要求1所述的光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，其特征在于，还包括一设置于第二柱透镜与反射式光栅之间的反射镜，以将第二柱透镜出射的干涉光束反射至反射式光栅。

3.根据权利要求1所述的光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，其特征在于，所述移相器模块移相时将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合，对每一个窄带宽光源，采用三步移相法分别获得对应的窄带宽波段内重构的复数干涉光谱信号；而后对分段重构后的复数干涉光谱信号进行快速傅里叶变换。

4.根据权利要求3所述的光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，其特征在于，所述将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合的分段方式包括二分段、四分段、八分段、十六分段。

5.根据权利要求3所述的光源分段的三步移相去除光学相干层析复共轭镜像系统，其特征在于，所述将钨卤素灯光源模块发射的宽带光源的光谱按带宽分成多个窄带宽光源的组合，对每一个窄带宽光源，采用三步移相法分别获得对应的窄带宽波段内重构的复数干涉光谱信号；而后对分段重构后的复数干涉光谱信号进行快速傅里叶变换，具体实现方式如下：

面阵CCD相机采集的干涉光谱信号中直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²不受光程差影响，干涉光谱信号可以表示为：

I(k,y)＝|I_r(k,y)|²+|I_s(k,y)|²+2|I_r(k,y)||I_s(k,y)|cos(φ(k,y))

其中，k为波数，y为探测焦线上检测点的竖向位置坐标，φ(k,y)为参考光与样品光相位角；

进一步，干涉光谱信号可以写为：

其中，I₀(k,y)为直流项信号|I_r(k,y)|²及互干涉项|I_s(k,y)|²之和，A(k,y)为二维干涉光谱不同波长光强，为二维干涉光谱不同波长相位；

对各窄带宽光源的组合，通过可编程式直流电压源对压电陶瓷输入不同的电压，驱动压电陶瓷实现定步距位移，获得三组不同相位差的干涉光谱，分别以三步移相法分段重构复数形式的光谱信号从而去除成像信号中的复共轭镜像信号；

当参考镜和待测样品的光程差发生变化时就可以得到一个相位差，通过控制可编程式直流电压源驱动压电陶瓷实现特点的位移变化，引入光程差后就可以得到相位差固定的三幅干涉光谱I₁(k)、I₂(k)、I₃(k)，由此分段求解出二维干涉光谱不同波长光强和相位；

光强表达式为：

其中，φ(k,y)为二维干涉光谱移相的相位差；

求解上式得二维干涉光谱不同波长光强和相位：

由此分段重构出复数形式的的二维干涉光谱信号，对分段求解获得的二维复数干涉信号进行傅里叶变换即可获得共轭镜像抑制比高的消除镜像的待测样品实际结构层析图或者表面轮廓图信息。