CN111307285B - 一种多角度层析记录频域全息成像的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种多角度层析记录频域全息成像的方法及装置，该装置包括：激发光发生器，包括：飞秒激光器、倍频器、激发光分束片及迈克尔逊干涉仪；层析检测光发生器，包括：层析分束器及层析延迟光路；超快事件参考光发生器，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪；超快事件探测光发生器，将层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光与超快事件激发光同时到达超快事件位置，超快事件激发光激发产生超快事件；产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至成像光谱仪；成像光谱仪，将超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。本发明现实了记录频域全息成像得到完整和清晰描述的二维光谱信息图像。

Description

一种多角度层析记录频域全息成像的方法及装置

技术领域

本申请涉及成像的技术领域，尤其涉及一种多角度层析记录频域全息成像的方法及装置。

背景技术

频域数字全息可以通过频域-时域映射的方法来记录时间维度连续变化的过程，在超快成像领域具有很大的应用前景。但是，频域数字全息是采用光栅光谱仪记录的，当一束复合光线进入光栅光谱仪的入射狭缝，首先由光学准直镜会聚成平行光，再通过衍射光栅色散为分开的波长(颜色)，利用每个波长离开光栅的角度不同，由聚焦反射镜再成像出射狭缝，通过电脑控制可精确地改变出射波长。

光栅成像光谱技术是成像技术和光谱技术相结合的产物，能够通过平台或者扫描方式得到目标物的二维空间信息和光谱信息，进而形成数据立方体，在对观测目标的空间特征成像的同时，对每个可分辨空间像元经过色散、衍射、干涉等手段形成几十个乃至几百个窄波段以进行连续的光谱测量。成像光谱数据立方体可以通过一系列的图像坐标转换和链接的各个维度空间坐标来实现，对应于目标的二维空间位置和各波段光谱维的位置。光谱仪上狭缝的作用是作为视场光阑使物体的像部分地通过，遮挡住其他部分的光使其不能通过。因此，通过狭缝的像再经准直物镜照射到色散元件上时，在垂直狭缝方向上可将其按波长色散，最后由成像物镜聚焦成像在成像光谱仪的像平面上。

要想获得二维的空间信息，一定要使用扫描的方式进行记录，在飞秒级高速成像上是无法实现的。通过解相位获取一维切面信息随频率的变化，继而由频域-时域对应关系获得一维信息随时间的改变，是远远不足以判断超快过程的演化规律的。由于狭缝的限制使得只能获取空间中的一个空间维度的折射率积分量随时间的变化，这样很难对整个变化过程做完整的成像和清晰的描述。

因此，如何提供一种完整的成像和清晰描述的记录二维空间的方案是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种多角度层析记录频域全息成像的方法及装置，解决现有技术中没有完整的成像和清晰描述的记录二维空间的方案的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供一种多角度层析记录频域全息成像的方法，包括：

将飞秒激光器发出的飞秒激光经过倍频器处理，得到基频光和倍频光；所述倍频光经过所述激发光分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；所述基频光经过所述激发光分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光；

所述参考光和探测光经过大于或等于一个的层析分束器处理，得到层析透射参考光和探测光和层析反射参考光和探测光；所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光；

所述层析反射延迟参考光及层析透射延迟参考光通过各自对应角度层析反射镜反射后，经过超快事件位置，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪；

所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述超快事件激发光激发产生超快事件；所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光通过所述超快事件，产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至所述成像光谱仪；

所述超快事件参考光及超快事件探测光在所述成像光谱仪进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。

可选地，其中，所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光，为：

所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析反射延迟参考光和探测光；所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析反射延迟参考光和探测光；

所述层析透射参考光和探测光进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析透射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析透射延迟参考光和探测光。

可选地，其中，所述成像光谱仪根据所述超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像，为：

所述超快事件参考光及超快事件探测光在各自对应角度的成像单元上记录并进行频域干涉，得到干涉条纹；

通过所述干涉条纹，利用滤波反投影算法恢复超快事件的空间二维信息随时间变化的频域全息的二维光谱信息图像。

可选地，其中，所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述超快事件激发光激发产生超快事件，为：

所述超快事件激发光经过透镜聚焦得到会聚的超快事件激发光；

所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述会聚的超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述会聚的超快事件激发光激发产生超快事件。

可选地，其中，所述倍频光经过所述分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；所述基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光，为：

以预设的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪，将所述倍频光经过所述分束片透射至调整的所述迈克尔逊干涉仪处理，得到参考光和探测光；

根据所述时间间隔调整延迟线激发光路和各个层析延迟光路，使得所述基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到的超快事件激发光与所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光同步到达所述超快事件位置。

另一方面，本发明还提供一种多角度层析记录频域全息成像的装置，包括：激发光发生器、层析检测光发生器、超快事件参考光发生器、超快事件探测光发生器及成像光谱仪；其中，

激发光发生器，包括：飞秒激光器、倍频器、激发光分束片及迈克尔逊干涉仪；所述飞秒激光器发出飞秒激光至所述倍频器，所述倍频器处理所述飞秒激光得到基频光和倍频光；所述激发光分束片，将所述倍频光透射至迈克尔逊干涉仪，将所述基频光反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光；所述迈克尔逊干涉仪，处理透射的所述倍频光，得到包含参考光和探测光；

所述层析检测光发生器，包括：大于或等于一个的层析分束器及层析延迟光路；所述层析分束器，透射所述参考光和探测光得到层析透射参考光和探测光和层析反射参考光和探测光，反射所述层析反射参考光和探测光，经过反射镜反射后进入层析延迟光路；所述层析延迟光路，处理所述层析反射参考光和探测光，得到层析反射延迟参考光和探测光，处理所述层析透射参考光和探测光，得到层析透射延迟参考光和探测光；

所述超快事件参考光发生器，将所述层析反射延迟参考光及层析透射延迟参考光通过各自对应角度层析反射镜反射后，经过超快事件位置，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪；

所述超快事件探测光发生器，将所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述超快事件激发光激发产生超快事件；所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光通过所述超快事件，产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至所述成像光谱仪；

所述成像光谱仪，将所述超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。

可选地，其中，所述层析延迟光路，包括：层析延迟分束器、层析透射延迟光路及层析反射延迟光路；其中，

层析延迟分束器，接收反射的所述层析反射参考光和探测光，透射后发送至所述层析透射延迟光路，反射后发送至所述层析反射延迟光路；接收透射的所述层析透射参考光和探测光，透射后发送至所述层析透射延迟光路，反射后发送至所述层析反射延迟光路；

所述层析透射延迟光路，处理透射的所述层析反射参考光和探测光，得到透射的层析反射延迟参考光和探测光；处理透射的所述层析透射参考光和探测光，透射的层析透射延迟参考光和探测光；

所述层析反射延迟光路，处理反射的所述层析反射参考光和探测光，得到反射的层析反射延迟参考光和探测光；处理反射的所述层析透射参考光和探测光，得到反射的层析透射延迟参考光和探测光。

可选地，其中，所述成像光谱仪，包括：检测光接收光谱仪及光谱信息成像器；其中，

所述检测光接收光谱仪，与所述光谱信息成像器相连接，在各个角度上接收所述超快事件参考光及超快事件探测光，记录并进行频域干涉得到干涉条纹发送至所述光谱信息成像器；

所述光谱信息成像器，与所述检测光接收光谱仪相连接，通过所述干涉条纹，利用滤波反投影算法恢复超快事件的空间二维信息随时间变化的频域全息的二维光谱信息图像。

可选地，其中，该装置还包括：聚焦透镜，位于所述延迟线激发光路及超快事件位置之间，会聚所述超快事件激发光后发送至所述超快事件位置。

可选地，其中，该装置还包括：光束延时调整器，包括：激发光延时调整单元及探测光延时调整单元；其中，

所述激发光延时调整单元，与所述迈克尔逊干涉仪及探测光延时调整单元相连接，以预设的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪，将所述倍频光经过所述分束片透射至调整的所述迈克尔逊干涉仪处理，得到参考光和探测光；

所述探测光延时调整单元，与所述激发光延时调整单元相连接，根据所述时间间隔调整延迟线激发光路和各个层析延迟光路，使得所述基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到的超快事件激发光与所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光同步到达所述超快事件位置。

本申请的多角度层析记录频域全息成像的方法及装置，实现的有益效果至少如下：

(1)本申请的多角度层析记录频域全息成像的方法及装置，采用层析合成记录二维空间位相随时间变化的图像，每个角度频域全息获取的是空间中一维方向的位相随着时间的变化，利用多个不同角度的频域全息结果合成，得到整体的空间二维折射率的演化过程，利用频域飞秒全息成像技术时间维采样密、分辨率高的优点，同时克服了空间记录信息少的缺点。聚焦成像得到完整和清晰描述的二维光谱信息图像。

(2)本申请的多角度层析记录频域全息成像的方法及装置，使用扫描的方式记录，实现了飞秒级高速成像无法实现的二维空间光谱信息获取。采用多角度层析延迟光路产生检测光携带超快事件信息完成光谱信息采样，进而组合拼接成光束截面形成二维光谱信息，可以获得一维空间方向探测脉冲相位的时间变化，进而得到超快过程中二维空间信息随时间的演化过程。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中一种迈克尔逊干涉仪的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种延迟线光路的结构示意图；

图4为本发明实施例中第二种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中第三种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；

图6为本发明实施例中第四种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；

图7为本发明实施例中第五种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；

图8为本发明实施例中一种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图；

图9为本发明实施例中一种多角度层析记录频域全息成像的装置中层析延迟光路的结构示意图；

图10为本发明实施例中第二种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中第三种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至3所示，图1为本实施例中一种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图；图2为本实施例中一种迈克尔逊干涉仪的结构示意图，探测光和激发光的同步时间控制可以通过调整延迟线来实现，而参考光和探测光的先后时间，是通过迈克尔逊两个反射镜M1和M2相对于单波长分束器BS2的距离来调整的，距离越远，光传输的时间就久，因此产生时间差就越大。图3为本实施例中一种延迟线光路的结构示意图。本实施例中通过频域-时域映射的方法，记录时间维度连续变化的过程，在超快成像领域具有很大的应用前景，频域数字全息采用光栅光谱仪记录，狭缝限制使其只能获取空间中一个空间维度的折射率积分量随时间的变化。很难对整个变化过程做完整的成像和清晰的描述。本实施例中方法在频域数字全息成像方法的基础上，通过空间记录维度的扩展，发展出多角度层析记录频域数字全息，将频域全息的空间维度拓展至二维。具体地，该方法包括如下步骤：

步骤101、将飞秒激光器发出的飞秒激光经过倍频器处理，得到基频光和倍频光；倍频光经过激发光分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；基频光经过激发光分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光。

可选地，飞秒激光器发出的波长800nm的飞秒激光，经过倍频器处理得到波长800nm的基频光和波长400nm的倍频光，激发光分束片为双波长的分束器，可以透射波长400nm的倍频光，反射波长800nm的基频光。

步骤102、参考光和探测光经过大于或等于一个的层析分束器处理，得到层析透射参考光和探测光和层析反射参考光和探测光；层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光。

步骤103、层析反射延迟参考光及层析透射延迟参考光通过各自对应角度层析反射镜反射后，经过超快事件位置，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪。

迈克尔逊干涉仪，包括：针对倍频光的单波长分束器SubBS2和两个反射镜SubM1和SubM2，倍频光传播到SubBS2，50％的光由SubBS2反射到反射镜SubM1，另外50％的光透射过SubBS2到达另一个反射镜SubM2。这里就产生的两束光，一束是SubBS2反射的，一束是SubBS2透射的，然后这两束光都由各自的反射镜反射回到SubBS2，原来从SubBS2反射的光，经过SubM1反射后到达SubBS2并向下透射，原来从SubBS2透射的光，经SubM2反射回SubBS2后反射，这样这两束光又变成同一方向了，但仍然是两束光，再通过反射镜SubM3发送出，其中一束作为探测光或者物光(探测光/物光)，另一束即为参考光。

步骤104、层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与超快事件激发光同时到达超快事件位置，超快事件激发光激发产生超快事件；层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光通过超快事件，产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至成像光谱仪。

延迟线光路的作用就是调整时间的，由反射镜M2、M3、M4和M5组成，可以往下调整反射镜M3和反射镜M4，来改变光走的路程。这样调整几束光的延迟线，第一，保证每束光中的探测光和激光事件的时间同步，第二，同时也保证不同光路中的探测光到达超快事件的时间都一致。

延迟后的参考光的时间比延迟后的激发光的时间靠前，以产生超快事件的时间为基准，也就是在图中的不规则图样的地方，一开始是没有产生超快事件的，在激发这个事件之前，延迟后的参考光先通过产生超快事件的位置，然后延迟后的激发光会激发事件，同时延迟后的探测光也到达产生超快事件的这个位置。

延迟后的激发光激发超快事件的同时，延迟后的探测光刚好到达产生超快事件的这个位置，那么延迟后的探测光通过这个超快事件，也就携带了超快事件的信息，可以至少包括：振幅信息和位相信息。

步骤105、超快事件参考光及超快事件探测光在成像光谱仪进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。

在一些可选的实施例中，如图4所示，为本实施例中第二种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图，与图1中不同的是，层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光，为：

步骤401、层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析反射延迟参考光和探测光；层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析反射延迟参考光和探测光。

步骤402、层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析透射延迟参考光和探测光；层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析透射延迟参考光和探测光。

在一些可选的实施例中，如图5所示，为本实施例中第三种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图，与图1中不同的是，成像光谱仪根据超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像，为：

步骤501、超快事件参考光及超快事件探测光在各自对应角度的成像单元上记录并进行频域干涉，得到干涉条纹。

步骤502、通过干涉条纹，利用滤波反投影算法恢复超快事件的空间二维信息随时间变化的频域全息的二维光谱信息图像。

在一些可选的实施例中，如图6所示，为本实施例中第四种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图，与图1中不同的是，层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与超快事件激发光同时到达超快事件位置，超快事件激发光激发产生超快事件，为：

步骤601、超快事件激发光经过透镜聚焦得到会聚的超快事件激发光。以能量集中的超快事件激发光，对空气进行激发产生等离子体，也可以激发其它材料，比如玻璃，cs2等产生想要记录的超快过程。

步骤602、层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与会聚的超快事件激发光同时到达超快事件位置，会聚的超快事件激发光激发产生超快事件。

在一些可选的实施例中，如图7所示，为本实施例中第五种多角度层析记录频域全息成像的方法的流程示意图，与图1中不同的是，倍频光经过分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光，为：

步骤701、以预设的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪，将倍频光经过分束片透射至调整的迈克尔逊干涉仪处理，得到参考光和探测光。

步骤702、根据时间间隔调整延迟线激发光路和各个层析延迟光路，使得基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到的超快事件激发光与层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光同步到达超快事件位置。

可选地，还可以设置为：预先设定参考光和探测光之间时间间隔与不同超快事件特性的对应关系，在检测由不同物体或不同物体场景激发的超快事件时，基于本次超快事件特性选取对应的超快事件的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪。优选地，还可以结合神经网络预先创建超快事件特性与参考光和探测光之间时间间隔的模型关系，在进行超快事件检测时，自动根据模型关系得到对应的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪。

在一些可选的实施例中，如图8至11所示，图8为本实施例中一种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图；图9为本实施例中第二种多角度层析记录频域全息成像的装置中层析延迟光路的结构示意图；图10为本实施例中第二种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图；图11为本实施例中第三种多角度层析记录频域全息成像的装置的结构示意图。该装置可用于实施上述的多角度层析记录频域全息成像的方法，具体地，多角度层析记录频域全息成像的装置，包括：激发光发生器801、层析检测光发生器802、超快事件参考光发生器803、超快事件探测光发生器804及成像光谱仪805。

其中，激发光发生器801，包括：飞秒激光器811、倍频器812、激发光分束片813及迈克尔逊干涉仪814；飞秒激光器发出飞秒激光至倍频器，倍频器处理飞秒激光得到基频光和倍频光；激发光分束片，将倍频光透射至迈克尔逊干涉仪，将基频光反射至延迟线激发光路826处理，得到超快事件激发光；迈克尔逊干涉仪，处理透射的倍频光，得到包含参考光和探测光。图中M为反射镜，BS为分束片。

层析检测光发生器802，包括：大于或等于一个的层析分束器821及层析延迟光路822；层析分束器，透射参考光和探测光得到层析透射参考光和探测光和层析反射参考光和探测光，反射层析反射参考光和探测光，经过反射镜反射后进入层析延迟光路；层析延迟光路822，处理层析反射参考光和探测光，得到层析反射延迟参考光和探测光，处理层析透射参考光和探测光，得到层析透射延迟参考光和探测光。

超快事件参考光发生器803，将层析反射延迟参考光及层析透射延迟参考光通过各自对应角度层析反射镜反射后，经过超快事件位置，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪。

超快事件探测光发生器804，将层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与超快事件激发光同时到达超快事件位置，超快事件激发光激发产生超快事件；层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光通过超快事件，产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至成像光谱仪。

成像光谱仪805，将超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。

可选地，该装置还包括：聚焦透镜806，位于延迟线激发光路及超快事件位置之间，会聚超快事件激发光后发送至超快事件位置。

在一些可选的实施例中，层析延迟光路822，包括：层析延迟分束器823、层析透射延迟光路824及层析反射延迟光路825；其中，

层析延迟分束器823，接收反射的层析反射参考光和探测光，透射后发送至层析透射延迟光路824，反射后发送至层析反射延迟光路825；接收透射的层析透射参考光和探测光，透射后发送至层析透射延迟光路824，反射后发送至层析反射延迟光路825。

层析透射延迟光路824，处理透射的层析反射参考光和探测光，得到透射的层析反射延迟参考光和探测光；处理透射的层析透射参考光和探测光，透射的层析透射延迟参考光和探测光。

层析反射延迟光路825，处理反射的层析反射参考光和探测光，得到反射的层析反射延迟参考光和探测光；处理反射的层析透射参考光和探测光，得到反射的层析透射延迟参考光和探测光。

在一些可选的实施例中，如图10所示，成像光谱仪805，包括：大于或等于一个的检测光接收光谱仪851及光谱信息成像器852。其中，检测光接收光谱仪851，与光谱信息成像器852相连接，在各个角度上接收超快事件参考光及超快事件探测光，记录并进行频域干涉得到干涉条纹发送至光谱信息成像器。

光谱信息成像器852，与检测光接收光谱仪851相连接，通过干涉条纹，利用滤波反投影算法恢复超快事件的空间二维信息随时间变化的频域全息的二维光谱信息图像。

在一些可选的实施例中，如图11所示，该装置还包括：光束延时调整器1101，包括：激发光延时调整单元1111及探测光延时调整单元1112。其中，激发光延时调整单元1111，与迈克尔逊干涉仪814及探测光延时调整单元1112相连接，以预设的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪，将倍频光经过分束片透射至调整的迈克尔逊干涉仪处理，得到参考光和探测光。

探测光延时调整单元1112，与激发光延时调整单元1111、延迟线激发光路826及层析延迟光路822相连接，根据时间间隔调整延迟线激发光路和各个层析延迟光路，使得基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到的超快事件激发光与层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光同步到达超快事件位置。

本实施例中多角度层析记录频域全息成像的方法及装置实现的有益效果如下：

层析二维空间位相随时间变化结果合成，每个角度频域全息获取的是空间中一维方向的位相随着时间维度的变化，使用不同角度的频域全息结果合成，得到整体的空间二维折射率随时间的变化关系。

需要说明，上述超快事件参考光发生器803和上述超快事件探测光发生器804集成于上述层析检测光发生器802，形成层析系统。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种多角度层析记录频域全息成像的方法，其特征在于，包括：

将飞秒激光器发出的飞秒激光经过倍频器处理，得到基频光和倍频光；所述倍频光经过激发光分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；所述基频光经过所述激发光分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光；

所述参考光和探测光经过大于或等于一个的层析分束器处理，得到层析透射参考光和探测光和层析反射参考光和探测光；所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光；

所述层析反射延迟参考光及层析透射延迟参考光通过各自对应角度层析反射镜反射后，经过超快事件位置，得到超快事件的超快事件参考光传输至成像光谱仪；

所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述超快事件激发光激发产生超快事件；所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光通过所述超快事件，产生携带超快事件信息的超快事件探测光传输至所述成像光谱仪；

所述超快事件参考光及超快事件探测光在所述成像光谱仪进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像。

2.根据权利要求1所述的多角度层析记录频域全息成像的方法，其特征在于，所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路处理，得到层析反射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入层析延迟光路处理，得到层析透射延迟参考光和探测光，为：

所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析反射延迟参考光和探测光；所述层析反射参考光和探测光经过反射镜反射后，进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析反射延迟参考光和探测光；

所述层析透射参考光和探测光进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器透射后经延迟光路，得到透射的层析透射延迟参考光和探测光；所述层析透射参考光和探测光进入所述层析延迟光路的层析延迟分束器反射后经延迟光路，得到反射的层析透射延迟参考光和探测光。

3.根据权利要求1所述的多角度层析记录频域全息成像的方法，其特征在于，所述成像光谱仪根据所述超快事件参考光及超快事件探测光进行频域干涉，得到频域全息的二维光谱信息图像，为：

所述超快事件参考光及超快事件探测光在各自对应角度的成像单元上记录并进行频域干涉，得到干涉条纹；

通过所述干涉条纹，利用滤波反投影算法恢复超快事件的空间二维信息随时间变化的频域全息的二维光谱信息图像。

4.根据权利要求1所述的多角度层析记录频域全息成像的方法，其特征在于，所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述超快事件激发光激发产生超快事件，为：

所述超快事件激发光经过透镜聚焦得到会聚的超快事件激发光；

所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光经过各自对应角度层析反射镜反射后，与所述会聚的超快事件激发光同时到达所述超快事件位置，所述会聚的超快事件激发光激发产生超快事件。

5.根据权利要求1所述的多角度层析记录频域全息成像的方法，其特征在于，所述倍频光经过所述分束片透射至迈克尔逊干涉仪处理，得到包含参考光和探测光；所述基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到超快事件激发光，为：

以预设的时间间隔调整迈克尔逊干涉仪，将所述倍频光经过所述分束片透射至调整的所述迈克尔逊干涉仪处理，得到参考光和探测光；

根据所述时间间隔调整延迟线激发光路和各个层析延迟光路，使得所述基频光经过分束片反射至延迟线激发光路处理，得到的超快事件激发光与所述层析反射延迟探测光及层析透射延迟探测光同步到达所述超快事件位置。