CN111025517B - 一种基于滤波的粒子场全息4f成像系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种粒子场全息4F成像系统及方法，特别涉及一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统及方法，解决了采用现有基于滤波的4F成像装置测量时，高精度调节困难、成像质量低、记录图像噪声大、成像背景噪声大、试验成本高以及将前、后镜头组和滤波装置做成一个整体时，在不同应用场景中无法更换滤波装置的问题。该4F成像系统的特殊之处在于：包括沿光路依次设置的脉冲激光器、扩束准直镜、4F成像装置及记录介质；4F成像装置包括前镜头组、真空组件及后镜头组；真空组件包括真空组件套筒、滤波装置、第一真空阀、第二真空阀、前真空密封窗口及后真空密封窗口；滤波装置与真空组件套筒可拆卸密封连接；滤波器玻璃为高通滤波器玻璃。

Description

一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统及方法

技术领域

本发明涉及一种粒子场全息4F成像系统及方法，特别涉及一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统及方法。

背景技术

粒子场全息诊断技术可以获得粒子场中小粒子的尺度、速度、空间分布等的三维量化信息，具有非接触、高精度、测试空间大等特点，是粒子场测量的标准方法之一。粒子场测量通常采用同轴和离轴两种记录方式；实际应用中，在对微米量级的小颗粒进行测量时，记录系统中通常要采用4F成像装置；这样，一方面可以确保记录介质的安全性，另一方面可以满足远场距的记录要求。

当被测粒子场的密度较高时，为保证记录图像的信噪比，降低对记录介质的分辨率要求，通常采用发散光记录方式或滤波技术来实现。发散光记录方式采用发散光源，取消4F成像装置，增大粒子场与记录介质间的距离，使到达记录介质的干涉条纹间距放大，满足了降低记录介质分辨率的要求；但到达记录介质上的粒子散射光强度显著下降，导致干涉条纹对比度下降；同时，干涉条纹间距的增加，使得粒子密集区所对应的干涉条纹之间严重重叠，导致该区域测试精度下降。滤波技术则通过在4F成像装置中的镜头之间放置滤波器，通过阻挡物光中未经过粒子的直透光部分，来增强高频部分光的强度来提高记录图像的信噪比。实际应用中大多采用滤波技术。

目前有文献记载的用于较高密度粒子场测量的基于滤波的4F成像装置有两种结构：一种为组成4F成像装置的前、后两组镜头组相互分立，其光轴成90⁰角，在其焦面上放置镜面中心设有通孔的平面反射镜，将直透光部分聚焦到该通孔，通过该通孔出射到成像光路之外，从而达到消除未经粒子散射的直透光的目的；该结构的缺点在于对4F成像装置中前、后镜头组及前、后镜头组的焦点与反射镜平面及通孔之间的配合精度要求很高，光路调节困难，且高能短脉冲激光焦点处空气击穿产生的光晕会干扰物光品质。另一种为前、后两组镜头组共光轴，在4F焦平面处加设滤波器，该滤波器通常采用玻璃基片中心镀非透光膜来阻挡焦点处的未经粒子散射的直透光；该结构虽然在一定程度上降低了调节难度；但是仍存在以下缺点：

(1)在不同场景中测量时，分立的前、后两组镜头组与滤波器的匹配，存在高精度调节困难的问题；

(2)加设的滤波器中的玻璃基片未作为4F成像装置的一部分进行整体设计，会导致一定的像差，降低4F成像装置的成像质量；

(3)非透光膜对聚焦其上的光束的反射光与散射光经4F成像装置中的前镜头组及筒壁的反射后仍会到达记录介质，增加记录图像的噪声；

(4)在采用高能短脉冲激光时，焦点处能量大，很容易将玻璃基片中心非透光膜损坏，破坏物光品质，增加成像背景噪声，甚至导致实验图像无效，增加试验成本；

(5)如果将前、后镜头组和滤波器三者高精度一体化，成为一个整体的成像装置，又会面临不同应用场景中无法更换滤波器的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统及方法，以解决采用现有基于滤波的4F成像装置测量时，存在高精度调节困难、成像质量低、记录图像噪声大、成像背景噪声大、试验成本高以及将前、后镜头组和滤波装置做成一个整体时，在不同应用场景中无法更换滤波装置的技术问题。

本发明所采用的技术方案是，一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特殊之处在于：

包括沿光路依次设置的脉冲激光器、扩束准直镜、4F成像装置以及记录介质；

所述4F成像装置包括前镜头组、真空组件以及后镜头组；

所述真空组件包括真空组件套筒、滤波装置、第一真空阀、第二真空阀、前真空密封窗口以及后真空密封窗口；

所述真空组件套筒筒壁上设置有过孔；

所述滤波装置包括滤波器玻璃；所述滤波器玻璃从所述过孔插进真空组件套筒的内腔后，与真空组件套筒同轴设置，且通过滤波器玻璃将真空组件套筒的内腔分隔成前腔室和后腔室；所述滤波器玻璃的滤波器平面位于前腔室一侧；所述滤波装置与真空组件套筒之间可拆卸密封连接；

所述第一真空阀、第二真空阀均安装在真空组件套筒上，且第一真空阀一端、第二真空阀一端均与所述前腔室、后腔室同时连通；所述第一真空阀的另一端用于连接真空泵；所述第二真空阀的另一端用于连接真空规管；

所述前真空密封窗口、后真空密封窗口分别盖装在真空组件套筒的前、后端面上，且分别与真空组件套筒密封连接；

所述前镜头组、真空组件、后镜头组由前至后依次设置；

所述真空组件套筒的前端端头以及前真空密封窗口的径向尺寸均与前镜头组后端端头的通光孔径尺寸相适配；所述真空组件套筒的后端端头以及后真空密封窗口的径向尺寸均与后镜头组前端端头的通光孔径尺寸相适配；所述真空组件与前镜头组和后镜头组均固连；

前镜头组的后焦面、所述滤波器平面以及后镜头组的前焦面三者重合；

所述滤波器玻璃为高通滤波器玻璃；所述高通滤波器玻璃包括玻璃基片以及黑陶瓷体结构；在玻璃基片的所述滤波器平面中心垂直设置有第一盲孔；所述黑陶瓷体结构的外形为圆柱型，且所述圆柱型的外形尺寸与所述第一盲孔的尺寸相适配；在所述黑陶瓷体结构一端端面中心垂直设置有第二盲孔；所述黑陶瓷体结构镶嵌在所述第一盲孔内，且第二盲孔孔口朝外设置；

所述记录介质设置在4F成像装置的成像面上。

进一步地，为了成像质量更好，所述第二盲孔的直径、深度均为0.5mm±0.05mm。

进一步地，所述滤波装置还包括连接盖板、滤波玻璃安装板、第一环形调整垫片、第二环形调整垫片以及环形锁紧盖板；

所述滤波玻璃安装板与连接盖板板面相互垂直，且滤波玻璃安装板位于连接盖板的中心，二者间固连；所述滤波玻璃安装板上垂直设置有沉孔；

所述第一环形调整垫片、滤波器玻璃、第二环形调整垫片以及环形锁紧盖板沿所述沉孔的小端指向大端的方向依次设置在所述沉孔的大端，且所述滤波器平面位于第一环形调整垫片一侧；所述环形锁紧盖板与滤波玻璃安装板之间通过螺纹连接；通过所述环形锁紧盖板将第一环形调整垫片、滤波器玻璃、第二环形调整垫片压紧在所述沉孔的台阶面上；

所述连接盖板的外形尺寸大于所述过孔的径向尺寸；在所述连接盖板板面上，沿四周垂直设置有多个安装孔；

所述真空组件套筒外表面在所述过孔位置处为平面状，定义该平面为第一平面；在第一平面上设置有多个与所述安装孔相适配的螺纹孔，所述连接盖板通过螺钉与真空组件套筒密封连接。这样，一方面滤波器玻璃厚度好调节且安装方便，另一方面，滤波装置与真空组件套筒可拆卸密封连接方便。

进一步地，为了不同应用场景下更换滤波装置时，滤波装置提起方便，所述滤波装置还包括把手；

所述把手安装在连接盖板的板面中心，且与滤波玻璃安装板分别位于连接盖板的两侧。

进一步地，所述脉冲激光器为脉冲相干光源。

进一步地，所述记录介质为全息干板或电荷耦合元件。

进一步地，所述前镜头组包括前套筒和前透镜组；

所述前透镜组设置在前套筒内；

所述前透镜组包括沿光路依次设置的前玻璃窗口、凹面朝向物方的第一弯月负透镜、凹面朝向物方的第一弯月正透镜、凸面朝向像方的第一平凸透镜、凹面朝向像方的第二弯月正透镜、凹面朝向像方的第三弯月正透镜、凹面朝向像方的第一平凹透镜以及凹面朝向像方的第二弯月负透镜。

进一步地，所述后镜头组包括后套筒和后透镜组；

所述后透镜组设置在后套筒内；

所述后透镜组包括沿光路依次设置的凹面朝向物方的第二平凹透镜、凹面朝向物方的第三平凹透镜、凸面朝向像方的第二平凸透镜、凹面朝向物方的第四弯月正透镜、凸面朝向物方的第三平凸透镜、凹面朝向像方的第三弯月负透镜以及后玻璃窗口。

进一步地，为了4F成像装置固定方便，所述4F成像装置还包括固定底座；

所述固定底座与真空组件套筒固连。

本发明还提供了一种基于上述基于滤波的粒子场全息4F成像系统的成像方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

步骤1：将被测标准粒子板放置在4F成像装置的前焦面位置；

步骤2：启动脉冲激光器，脉冲激光器发出光脉冲；

步骤3：步骤2发出的所述光脉冲经扩束准直镜扩束准直后，转化成第一平行光束；

步骤4：步骤3转化成的第一平行光束入射到步骤1所述的被测标准粒子板上，获得两种光束：一种是未经过所述被测标准粒子板上粒子的第二平行光束；另一种是被所述被测标准粒子板上粒子散射的散射光束；

步骤5：步骤4获得的第二平行光束与散射光束均入射到前镜头组；前镜头组将入射的第二平行光束汇聚在黑陶瓷体结构上，并将入射的散射光束传输到黑陶瓷体结构以外的滤波器玻璃上的透光区域，散射光束透过所述透光区域入射到后镜头组；

步骤6：步骤5入射到后镜头组的光束，通过后镜头组传输到记录介质表面，完成成像。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的基于滤波的粒子场全息4F成像系统中，4F成像装置将滤波装置与前镜头组和后镜头组进行一体化整体设计，成像中不需要再调节滤波装置的位置，因此，成像质量提高，避免了高精度调节困难的问题；同时，在玻璃基片中心镶嵌黑陶瓷体结构，用黑陶瓷体结构替代了原有的非透光膜，减少了对光束的反射，进而了降低记录图像的噪声，能够有效避免在采用高能短脉冲激光时，焦点处能量大，很容易将玻璃基片中心非透光膜损坏，破坏物光品质，进而增加成像背景噪声，甚至导致实验图像无效，增加试验成本问题的发生；再者，滤波装置与真空组件之间可拆卸密封固连，这样针对不同的应用场景，更换滤波装置方便；因此，本发明解决了采用现有基于滤波的4F成像装置测量时，存在高精度调节困难、成像质量低、记录图像噪声大、成像背景噪声大、试验成本高以及将前、后镜头组和滤波装置做成一个整体时，在不同应用场景中无法更换滤波装置的技术问题。

(2)本发明可以根据不同的应用场景测试需求，更换不同的滤波装置，拓宽了适用范围。

附图说明

图1是本发明基于滤波的粒子场全息4F成像系统实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例中4F成像装置的结构示意图；

图3是本发明实施例中真空组件的结构示意图；

图4是本发明实施例中滤波装置的结构示意图；

图5是本发明实施例中滤波器玻璃的结构示意图；

图6是本发明实施例中黑陶瓷体结构直径与被测粒子直径的关系曲线图；

图7是本发明实施例中前透镜组的结构示意图；

图8是本发明实施例中后透镜组的结构示意图。

图中各标号的说明如下：

01-脉冲激光器，02-扩束准直镜，03-4F成像装置，1-前镜头组，11-前套筒，12-前透镜组，121-前玻璃窗口，122-第一弯月负透镜，123-第一弯月正透镜，124-第一平凸透镜，125-第二弯月正透镜，126-第三弯月正透镜，127-第一平凹透镜，128-第二弯月负透镜，2-后镜头组，21-后套筒，22-后透镜组，221-第二平凹透镜，222-第三平凹透镜，223-第二平凸透镜，224-第四弯月正透镜，225-第三平凸透镜，226-第三弯月负透镜，227-后玻璃窗口，3-真空组件，31-真空组件套筒，32-滤波装置，321-滤波器玻璃，3211-玻璃基片，3212-黑陶瓷体结构，322-连接盖板，323-滤波玻璃安装板，324-第一环形调整垫片，325-第二环形调整垫片，326-环形锁紧盖板，327-把手，33-第一真空阀，34-第二真空阀，35-前真空密封窗口，36-后真空密封窗口，4-固定底座，04-记录介质，05-被测标准粒子板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

参见图1，本发明一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统，包括沿光路依次设置的脉冲激光器01、扩束准直镜02、4F成像装置03以及记录介质04。

参见图2，上述4F成像装置03包括前镜头组1、真空组件3以及后镜头组2。参见图3，真空组件3包括真空组件套筒31、滤波装置32、第一真空阀33、第二真空阀34、前真空密封窗口35以及后真空密封窗口36。

上述真空组件套筒31筒壁上设置有过孔。参见图4，滤波装置32包括滤波器玻璃321；滤波器玻璃321从上述过孔插进真空组件套筒31的内腔后，与真空组件套筒31同轴设置，且通过滤波器玻璃321将真空组件套筒31的内腔分隔成前腔室和后腔室；滤波器玻璃321的滤波器平面位于前腔室一侧；滤波装置32与真空组件套筒31之间可拆卸密封连接。在本实施例中，为了滤波器玻璃321厚度好调节且安装方便；同时为了滤波装置32与真空组件套筒31可拆卸密封连接方便，优选地上述滤波装置32还包括连接盖板322、滤波玻璃安装板323、第一环形调整垫片324、第二环形调整垫片325以及环形锁紧盖板326。滤波玻璃安装板323与连接盖板322板面相互垂直，且滤波玻璃安装板323位于连接盖板322的中心，二者间固连；滤波玻璃安装板323上垂直设置有沉孔；第一环形调整垫片324、滤波器玻璃321、第二环形调整垫片325以及环形锁紧盖板326沿上述沉孔的小端指向大端的方向依次设置在上述沉孔的大端，且上述滤波器平面位于第一环形调整垫片324一侧；环形锁紧盖板326与滤波玻璃安装板323之间通过螺纹连接；通过环形锁紧盖板326将第一环形调整垫片324、滤波器玻璃321、第二环形调整垫片325压紧在上述沉孔的台阶面上；连接盖板322的外形尺寸大于上述过孔的径向尺寸；在连接盖板322板面上，沿四周垂直设置有多个安装孔；真空组件套筒31外表面在上述过孔位置处为平面状，定义该平面为第一平面；在第一平面上设置有多个与上述安装孔相适配的螺纹孔，连接盖板322通过螺钉与真空组件套筒31密封连接。本实施例中，为了不同应用场景下更换滤波装置32时，滤波装置32提起方便，上述滤波装置32优选地还包括把手327；把手327安装在连接盖板322的板面中心，且与滤波玻璃安装板323分别位于连接盖板322的两侧。上述第一真空阀33、第二真空阀34均安装在真空组件套筒31上，且第一真空阀33一端、第二真空阀34一端均与上述前腔室、后腔室同时连通；第一真空阀33的另一端用于连接真空泵；第二真空阀34的另一端用于连接真空规管；上述前真空密封窗口35、后真空密封窗口36分别盖装在真空组件套筒31的前、后端面上，且分别与真空组件套筒31密封连接。上述真空组件3可以抽低真空到0.1Pa，且密封良好，可以有效地防止滤波器玻璃321表面被空气击穿。

上述前镜头组1、真空组件3、后镜头组2由前至后依次设置；真空组件套筒31的前端端头以及前真空密封窗口35的径向尺寸均与前镜头组1后端端头的通光孔径尺寸相适配；真空组件套筒31的后端端头以及后真空密封窗口36的径向尺寸均与后镜头组2前端端头的通光孔径尺寸相适配；真空组件3与前镜头组1和后镜头组2均固连。前镜头组1的后焦面、上述滤波器平面以及后镜头组2的前焦面三者重合。

上述滤波器玻璃321为高通滤波器玻璃；参见图5，高通滤波器玻璃包括玻璃基片3211以及黑陶瓷体结构3212；在玻璃基片3211的上述滤波器平面中心垂直设置有第一盲孔；黑陶瓷体结构3212的外形为圆柱型，且圆柱型的外形尺寸与上述第一盲孔的尺寸相适配；在黑陶瓷体结构3212一端端面中心垂直设置有第二盲孔；黑陶瓷体结构3212镶嵌在所述第一盲孔内，且第二盲孔孔口朝外设置。上述第一盲孔的直径尺寸也即黑陶瓷体结构3212的直径尺寸由被测粒子直径尺寸决定，具体参见图6，图6中，横坐标d代表被测粒子直径，纵坐标b代表黑陶瓷体结构3212直径。当以均匀性为粒子识别判据，选取曲线e下方区域；当以边缘为粒子识别判据，则选取曲线f上方区域。本实施例中，优选地上述第二盲孔的直径、深度均为0.5mm±0.05mm。上述在玻璃基片3211中心镶嵌黑陶瓷体结构3212的高通滤波器玻璃，用黑陶瓷体结构3212阻挡未经粒子散射的平行光，通过粒子散射的散射光速可从黑陶瓷体结构3212之外的玻璃基片3211区域通过。在高能量入射光脉冲，较高密度粒子场时，真空组件3可抽真空，也可不抽真空。

参见图2及图7，本实施例中，上述前镜头组1优选地包括前套筒11和前透镜组12；前透镜组12设置在前套筒11内；前透镜组12包括沿光路依次设置的前玻璃窗口121、凹面朝向物方的第一弯月负透镜122、凹面朝向物方的第一弯月正透镜123、凸面朝向像方的第一平凸透镜124、凹面朝向像方的第二弯月正透镜125、凹面朝向像方的第三弯月正透镜126、凹面朝向像方的第一平凹透镜127以及凹面朝向像方的第二弯月负透镜128。参见图2及图8，上述后镜头组2优选地包括后套筒21和后透镜组22；后透镜组22设置在后套筒21内；后透镜组22包括沿光路依次设置的凹面朝向物方的第二平凹透镜221、凹面朝向物方的第三平凹透镜222、凸面朝向像方的第二平凸透镜223、凹面朝向物方的第四弯月正透镜224、凸面朝向物方的第三平凸透镜225、凹面朝向像方的第三弯月负透镜226以及后玻璃窗口227。参见图2，为了4F成像装置03固定方便，本实施例的4F成像装置03还包括固定底座4；固定底座4与真空组件套筒31固连。

上述记录介质04设置在4F成像装置03的成像面上。

在本实施例中，上述脉冲激光器01为脉冲相干光源；上述记录介质04为全息干板或电荷耦合元件。

采用上述基于滤波的粒子场全息4F成像系统的成像方法，包括以下步骤：

步骤1：参见图1，将被测标准粒子板05放置在4F成像装置03的前焦面位置；

步骤2：启动脉冲激光器01，脉冲激光器01发出光脉冲；

步骤3：步骤2发出的光脉冲经扩束准直镜02扩束准直后，转化成第一平行光束；

步骤4：步骤3转化成的第一平行光束入射到步骤1的被测标准粒子板05上，获得两种光束：一种是未经过被测标准粒子板05上粒子的第二平行光束；另一种是被被测标准粒子板05上粒子散射的散射光束；

步骤5：步骤4获得的第二平行光束与散射光束均入射到前镜头组1；前镜头组1将入射的第二平行光束汇聚在黑陶瓷体结构3212上，并将入射的散射光束传输到黑陶瓷体结构3212以外的滤波器玻璃321上的透光区域，散射光束透过透光区域入射到后镜头组2；

步骤6：步骤5入射到后镜头组2的光束，通过后镜头组2传输到记录介质表面，完成成像。

本发明的基于滤波的粒子场全息4F成像系统及方法，可用于较高密度粒子场的测量；同时，根据不同的应用场景测试需求，可更换不同的滤波装置，拓宽了适用范围。

Claims (9)

1.一种基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：

包括沿光路依次设置的脉冲激光器(01)、扩束准直镜(02)、4F成像装置(03)以及记录介质(04)；

所述4F成像装置(03)包括前镜头组(1)、真空组件(3)以及后镜头组(2)；

所述真空组件(3)包括真空组件套筒(31)、滤波装置(32)、第一真空阀(33)、第二真空阀(34)、前真空密封窗口(35)以及后真空密封窗口(36)；

所述真空组件套筒(31)筒壁上设置有过孔；

所述滤波装置(32)包括滤波器玻璃(321)；所述滤波器玻璃(321)从所述过孔插进真空组件套筒(31)的内腔后，与真空组件套筒(31)同轴设置，且通过滤波器玻璃(321)将真空组件套筒(31)的内腔分隔成前腔室和后腔室；所述滤波器玻璃(321)的滤波器平面位于前腔室一侧；所述滤波装置(32)与真空组件套筒(31)之间可拆卸密封连接；

所述第一真空阀(33)、第二真空阀(34)均安装在真空组件套筒(31)上，且第一真空阀(33)一端、第二真空阀(34)一端均与所述前腔室、后腔室同时连通；所述第一真空阀(33)的另一端用于连接真空泵；所述第二真空阀(34)的另一端用于连接真空规管；

所述前真空密封窗口(35)、后真空密封窗口(36)分别盖装在真空组件套筒(31)的前、后端面上，且分别与真空组件套筒(31)密封连接；

所述前镜头组(1)、真空组件(3)、后镜头组(2)由前至后依次设置；

所述真空组件套筒(31)的前端端头以及前真空密封窗口(35)的径向尺寸均与前镜头组(1)后端端头的通光孔径尺寸相适配；所述真空组件套筒(31)的后端端头以及后真空密封窗口(36)的径向尺寸均与后镜头组(2)前端端头的通光孔径尺寸相适配；所述真空组件(3)与前镜头组(1)和后镜头组(2)均固连；

前镜头组(1)的后焦面、所述滤波器平面以及后镜头组(2)的前焦面三者重合；

所述滤波器玻璃(321)为高通滤波器玻璃；所述高通滤波器玻璃包括玻璃基片(3211)以及黑陶瓷体结构(3212)；在玻璃基片(3211)的所述滤波器平面中心垂直设置有第一盲孔；所述黑陶瓷体结构(3212)的外形为圆柱型，且所述圆柱型的外形尺寸与所述第一盲孔的尺寸相适配；在所述黑陶瓷体结构(3212)一端端面中心垂直设置有第二盲孔；所述黑陶瓷体结构(3212)镶嵌在所述第一盲孔内，且第二盲孔孔口朝外设置；

所述记录介质(04)设置在4F成像装置(03)的成像面上；

所述滤波装置(32)还包括连接盖板(322)、滤波玻璃安装板(323)、第一环形调整垫片(324)、第二环形调整垫片(325)以及环形锁紧盖板(326)；

所述滤波玻璃安装板(323)与连接盖板(322)板面相互垂直，且滤波玻璃安装板(323)位于连接盖板(322)的中心，二者间固连；所述滤波玻璃安装板(323)上垂直设置有沉孔；

所述第一环形调整垫片(324)、滤波器玻璃(321)、第二环形调整垫片(325)以及环形锁紧盖板(326)沿所述沉孔的小端指向大端的方向依次设置在所述沉孔的大端，且所述滤波器平面位于第一环形调整垫片(324)一侧；所述环形锁紧盖板(326)与滤波玻璃安装板(323)之间通过螺纹连接；通过所述环形锁紧盖板(326)将第一环形调整垫片(324)、滤波器玻璃(321)、第二环形调整垫片(325)压紧在所述沉孔的台阶面上；

所述连接盖板(322)的外形尺寸大于所述过孔的径向尺寸；在所述连接盖板(322)板面上，沿四周垂直设置有多个安装孔；

所述真空组件套筒(31)外表面在所述过孔位置处为平面状，定义该平面为第一平面；在第一平面上设置有多个与所述安装孔相适配的螺纹孔，所述连接盖板(322)通过螺钉与真空组件套筒(31)密封连接。

2.根据权利要求1所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：所述第二盲孔的直径、深度均为0.5mm±0.05mm。

3.根据权利要求2所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：

所述滤波装置(32)还包括把手(327)；

所述把手(327)安装在连接盖板(322)的板面中心，且与滤波玻璃安装板(323)分别位于连接盖板(322)的两侧。

4.根据权利要求3所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：所述脉冲激光器(01)为脉冲相干光源。

5.根据权利要求4所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：所述记录介质(04)为全息干板或电荷耦合元件。

6.根据权利要求5所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：

所述前镜头组(1)包括前套筒(11)和前透镜组(12)；

所述前透镜组(12)设置在前套筒(11)内；

所述前透镜组(12)包括沿光路依次设置的前玻璃窗口(121)、凹面朝向物方的第一弯月负透镜(122)、凹面朝向物方的第一弯月正透镜(123)、凸面朝向像方的第一平凸透镜(124)、凹面朝向像方的第二弯月正透镜(125)、凹面朝向像方的第三弯月正透镜(126)、凹面朝向像方的第一平凹透镜(127)以及凹面朝向像方的第二弯月负透镜(128)。

7.根据权利要求6所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：

所述后镜头组(2)包括后套筒(21)和后透镜组(22)；

所述后透镜组(22)设置在后套筒(21)内；

所述后透镜组(22)包括沿光路依次设置的凹面朝向物方的第二平凹透镜(221)、凹面朝向物方的第三平凹透镜(222)、凸面朝向像方的第二平凸透镜(223)、凹面朝向物方的第四弯月正透镜(224)、凸面朝向物方的第三平凸透镜(225)、凹面朝向像方的第三弯月负透镜(226)以及后玻璃窗口(227)。

8.根据权利要求7所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统，其特征在于：

所述4F成像装置(03)还包括固定底座(4)；

所述固定底座(4)与真空组件套筒(31)固连。

9.一种基于权利要求1至8任一所述的基于滤波的粒子场全息4F成像系统的成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：将被测标准粒子板(05)放置在4F成像装置(03)的前焦面位置；

步骤2：启动脉冲激光器(01)，脉冲激光器(01)发出光脉冲；

步骤3：步骤2发出的所述光脉冲经扩束准直镜(02)扩束准直后，转化成第一平行光束；

步骤4：步骤3转化成的第一平行光束入射到步骤1所述的被测标准粒子板(05)上，获得两种光束：一种是未经过所述被测标准粒子板(05)上粒子的第二平行光束；另一种是被所述被测标准粒子板(05)上粒子散射的散射光束；

步骤5：步骤4获得的第二平行光束与散射光束均入射到前镜头组(1)；前镜头组(1)将入射的第二平行光束汇聚在黑陶瓷体结构(3212)上，并将入射的散射光束传输到黑陶瓷体结构(3212)以外的滤波器玻璃(321)上的透光区域，散射光束透过所述透光区域入射到后镜头组(2)；

步骤6：步骤5入射到后镜头组(2)的光束，通过后镜头组(2)传输到记录介质表面，完成成像。

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