CN111623962A - 一种衍射光学元件检测系统及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种衍射光学元件检测系统及其检测方法，属于衍射光学技术领域，包括光源，以及沿光源出射方向依次设置的锥光镜和图像采集器，所述锥光镜包括傅里叶变换透镜组，衍射光学元件设置于所述光源和所述锥光镜之间，且位于所述锥光镜的焦点位置；还包括控制器，所述图像采集器采集通过所述衍射光学元件和所述锥光镜后形成的衍射图像并发送给所述控制器，所述控制器对所述衍射图像进行处理分析以得到所述衍射光学元件的光学性能。衍射光学元件检测系统可以有效的消除不同衍射级之间的位置畸变和光斑的变形、拉伸等现象，可有效的提供衍射光学元件性能检测的精度。

Description

一种衍射光学元件检测系统及其检测方法

技术领域

本发明涉及衍射光学技术领域，具体而言，涉及一种衍射光学元件检测系统及其检测方法。

背景技术

衍射光学元件(Diffractive Optical Element，简称DOE)是一种发展迅猛的新型光学元件，被广泛应用于结构光深度相机中。由于衍射光学元件的光学性能很大程度上会直接影响结构光深度相机的成像效果，因此准确检测衍射光学元件的光学性能至关重要。

应用现有的检测系统检测衍射光学元件时，在空间坐标系中，对于不同的衍射级光斑，不仅光斑在空间坐标系中位置畸变严重，并且光斑大小在不同方向上也会产生拉伸、变形等现象，给衍射光学元件的性能检测带来很大的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种衍射光学元件检测系统及其检测方法，能有效解决衍射图像中不同的衍射级光斑位置畸变和光斑变形等问题，减小测量误差，提高检测精度。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面提供一种衍射光学元件检测系统，其包括光源，以及沿光源出射方向依次设置的锥光镜和图像采集器，所述锥光镜包括傅里叶变换透镜组，衍射光学元件设置于所述光源和所述锥光镜之间，且位于所述锥光镜的焦点位置；还包括控制器，所述图像采集器采集通过所述衍射光学元件和所述锥光镜后形成的衍射图像并发送给所述控制器，所述控制器对所述衍射图像进行处理分析以得到所述衍射光学元件的光学性能。

可选地，所述傅里叶变换透镜组包括沿光源出射方向依次设置第一平凸透镜、第二平凸透镜和第一双凸透镜，其中，所述第一平凸透镜的平面一侧的主光轴的中心处设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向出射方向。

可选地，所述锥光镜还包括汇聚透镜组，所述汇聚透镜组位于所述傅里叶变换透镜组和所述图像采集器之间，所述汇聚透镜组用于对经所述傅里叶变换透镜组后形成的衍射图像进行倍率缩小后入射所述图像采集器。

可选地，所述汇聚透镜组包括沿光源出射方向依次设置的第二双凸透镜、第三平凸透镜、第三双凸透镜和第四平凸透镜，其中，所述第三平凸透镜和所述第四平凸透镜的平面一侧的主光轴的中心处均设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向所述光源方向。

可选地，所述光源出光侧设有准直镜，用于对所述光源出射的光束进行准直后入射所述衍射光学元件。

可选地，所述光源为半导体激光器。

本发明实施例的一方面提供一种衍射光学元件检测方法，用于检测衍射光学元件的光学性能，所述方法包括接收衍射光学元件的全场衍射图像；其中，所述全场衍射图像为由光源出射并通过所述衍射光学元件的光束经锥光镜后由图像采集器采集的图像，所述衍射光学元件设置于所述锥光镜的焦点位置；对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能。

可选地，所述衍射光学元件的光学性能包括：衍射级数量和位置、衍射效率、零级大小、全局均匀性。

可选地，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：获取所述全场衍射图像中各衍射级光斑，并对所述各衍射级光斑的数量求和，以得到光斑总数量；获取所述各衍射级光斑的位置；将所述光斑总数量和所述各衍射级光斑的位置分别与预设光斑数量和预设光斑位置比对；输出比对结果。

可选地，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：获取所述全场衍射图像中的各像素点的像素值并求和，作为像素总值；对高于预设像素值阈值的所述各像素点的像素值求和；计算高于预设像素值阈值的所述各像素点的像素值之和与所述像素总值之比，以得到衍射效率。

可选地，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：分别获取零级光斑的像素值、一级各光斑的像素值；计算所述零级光斑的像素值与所述一级各光斑的像素值的平均值之比，以得到零级大小。

可选地，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：获取全场衍射图像中各像素点的像素值；分别获取高于像素值阈值的所述各像素点的像素值；分别提取高于所述像素值阈值的各像素值中的最大值和最小值；计算所述最大值和所述最小值之和与所述最大值和所述最小值之差，以得到全局均匀性。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的衍射光学元件检测系统及其检测方法，沿光源出射方向依次设置的锥光镜和图像采集器，衍射光学元件设置于光源和锥光镜之间，且位于锥光镜的焦点位置，也就是说，衍射光学元件与锥光镜之间的间距等于锥光镜的焦距，锥光镜包括傅里叶变换透镜组，锥光镜具有傅里叶变换功能，光源出射的光依次经过衍射光学元件和锥光镜后，形成衍射图像，图像采集器采集衍射图像并发送给控制器，控制器对衍射图像进行处理分析，得到衍射光学元件的光学性能。通过设置锥光镜，使衍射光学元件与锥光镜之间的间距等于锥光镜的焦距，锥光镜具有傅里叶变换功能，光线在像面处的像高与光的入射角成线性关系，衍射光学元件检测系统可以有效的消除不同衍射级之间的位置畸变和光斑的变形、拉伸等现象，可有效的提供衍射光学元件性能检测的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为激光投射模组结构示意图；

图2为现有检测系统结构示意图；

图3为现有检测系统的衍射图像图；

图4为本发明实施例提供的衍射光学元件检测系统结构示意图；

图5为本发明实施例提供的衍射光学元件检测系统光路图；

图6为本发明实施例提供的衍射光学元件检测系统衍射图像图之一；

图7为本发明实施例提供的衍射光学元件检测方法流程图；

图8为本发明实施例提供的衍射光学元件系统衍射图像图之二。

图标：101－光源；102－准直镜；103－衍射光学元件；104－光束；201－光源；202－准直镜；203－衍射光学元件；204－投射屏；205－工业镜头；206－图像传感器；401－光源；402－准直镜；403－衍射光学元件；404－锥光镜；4041－第一平凸透镜；4042－第二平凸透镜；4043－第一双凸透镜；4044－第二双凸透镜；4045－第三平凸透镜；4046－第三双凸透镜；4047－第四平凸透镜；405－图像采集器；M－像面；P－间距；N0－零级光斑；N1－1、N1－2、N1－3、N1－4－一级光斑。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

衍射光学元件(Diffractive Optical Element，简称DOE)是一种发展迅猛的新型光学元件，可应用于3D深度相机中的激光投射模组，图1为现有激光投射模组的结构图，激光投射模组包含光源101，准直镜102和衍射光学元件103。其中，光源101通常是由很多子光源组成的二维图案排列的二维光源，为了方便阐述，仅在一维上画出了三个子光源。准直镜102用于接收由VCSEL阵列光源101发射的光束，并把具有一定发散角的光束进行准直。衍射光学元件103用于接收被准直过后的光束，通过光衍射的方式，向目标空间中投射光束104。其中衍射光学元件103的性能直接影响投影图案质量，进一步影响深度相机的深度成像效果。因此找到一种准确的测量衍射光学元件103性能的方法显得尤为重要。

在现有的DOE光学检测技术中，通常采用如图2所示的检测系统：光源201用于发射光束；准直镜202将具有一定发散角的光源201进行准直；待测的衍射光学元件203用于接收、分束入射准直光束，并投射衍射光束；投射屏204，是用普通白纸、相纸或其他一些具备一定透射率的材料铺在玻璃板上制作而成，一般用于接收衍射光学元件203出射的衍射光束并在其表面形成衍射光束图案，该衍射光束图案是由多个光斑组成的光斑阵列，图像采集设备包含工业镜头205，用于拍摄、捕获透射屏上的图像，图像传感器206，用于获取接收投射屏204上的图像，并根据图像计算衍射光学元件203的光学性能参数以检测衍射光学元件203的性能。

通常光源201、准直镜202、待测衍射光学元件203和投射屏204组成的系统称为第一次成像系统。投射屏204、工业镜头205和图像传感器206组成的系统称为二次成像系统，其功能是对投射屏204上的图案进行一定倍率缩小，便于工业相机接收。

现有的检测装置光学系统成像效果差，衍射光学元件经过现有的检测系统后，在空间坐标系中，对于不同的衍射级光斑，不仅光斑在空间坐标系中位置畸变严重，并且光斑大小在不同方向上也会产生拉伸，变形等现象，边缘衍射级位置畸变大，光斑变形和拉升严重，导致中心光斑和边缘光斑的检测误差大，影响产品性能的检测精度，给衍射光学元件的性能检测带来很大的误差。

例如图2所示的检测系统在DOE性能检测时，存在检测结果不准确，位置信息畸变大，光斑变形严重等问题。以下将对这个问题所详细阐述。

对于一个二维的衍射光学元件，假设其在x和y方向的周期为d_x和d_y，光的入射波长λ。则根据光栅方程有以下恒等式：

d_xsinθ_mx＝mλ(m＝0,±1,2....) (1)

d_ysinθ_ny＝nλ(n＝0,±1,2....) (2)

其中m和n分别为x方向和y方向的衍射级，θ_mx和θ_ny分别为x和y方向对应的不同衍射级的衍射角。设第(m，n)衍射级光线极角为θ_mn，方位角为

投射距离为P，那么在该衍射级在投射屏204对应的点坐标为：

分别对公式(3)和公式(4)求导可得：第(m，n)衍射级在x和y方向的大小为：

光斑的形状可用σ来表示，其定义可表示为：

其中，θ_mn和

可通过公式(1)和(2)中θ_mx和θ_ny求得，光源201经过准直镜202后，出射的光束发散角普遍很小(约等于0.5度，即0.017弧度)，通过衍射光学元件203分束后，同样可以认为各衍射级的光束发散角约等于0.5度(0.017弧度)，即可近似的认为dθ_mn和

为常数。

从公式(3)，(4)，(5)和(6)可以看出，各衍射级的光斑位置和光斑大小是一个与角度强相关的量。对于图2所示的衍射光学元件检测系统，给定如图3左图所示的衍射级坐标信息(m，n)，则可根据公式(3)和(4)计算出各衍射级光斑在投射屏204上的位置，如图3右图所示。

从图3可看出当衍射级越大时(m，n取值越大，衍射角也越大)，该衍射级在投射屏204上的坐标位置畸变也越大，给衍射级光斑点位置的检测带来很大的误差，不能的满足光斑点位置检测精度的要求，这是其一。其二，对于边缘的衍射级，θ_mn和

也越大，根据公式(5)，(6)和(7)可知该衍射级在x和y方向的光斑大小也越大，σ也越大(σ越大，光斑变形，拉升越严重)，相对应的光斑的面积也越大。而我们知道在光斑能量基本相等的情况下，光斑的面积越小，光斑形状接近圆形(σ接近1)，能量密度则越高，与背景的对比度则越强，检测精度越高；而光斑面积越大，光斑形状变形越严重(σ越接近0)，则能量密度越低，与背景的对比度越弱，检测精度越低，换句话说，中心位置光斑的成像质量远好于边缘位置光斑的成像质量，造成中心位置光斑的能量检测精度要远好于边缘光斑的能量检测精度。

综合上述的分析可以得出：基于图2所示的衍射光学检测系统，不管是各衍射级光斑的位置检测还是能量检测，中心位置的衍射级光斑畸变小，检测精度高，而边缘位置的衍射级光斑则畸变大，检测精度低，给衍射光学元件的整体性能检测带来很大的误差，并且这个误差是由图2所示的检测系统本身带来的，无法避免。

因此，在此基础上，为解决上述问题，提出一种衍射光学元件检测系统，解决不同的衍射级光斑位置畸变和光斑变形等问题，减小测量误差，提高产品的检测精度。

实施例一

请参照图4，本实施例提供一种衍射光学元件检测系统，其包括光源401，以及沿光源401出射方向依次设置的锥光镜404和图像采集器405，锥光镜404包括傅里叶变换透镜组，衍射光学元件403设置于光源401和锥光镜404之间，且位于锥光镜404的焦点位置；还包括控制器，图像采集器405采集通过衍射光学元件和锥光镜404后形成的衍射图像并发送给控制器，控制器对衍射图像进行处理分析以得到衍射光学元件403的光学性能。

光束经过衍射光学元件403衍射后会形成一个由不同衍射级光斑组成的光斑阵列，然后这些光斑经过锥光镜404后成像，并被图像采集器405采集。

其中，光源401可为半导体激光器；衍射光学元件403为待测对象，用于接收、分束入射的光束，并投射衍射光束；锥光镜404用于接收衍射光学元件403投射的衍射光束，并对这些衍射光束进行聚焦和二次成像；图像采集器405可为图像传感器，用于采集通过锥光镜404后的衍射图像，并根据衍射图像计算衍射光学元件403的光学性能。

光源401出光侧设有准直镜402，用于对光源401出射的光束进行准直后入射衍射光学元件403，即在光源401和衍射光学元件403之间还可设置准直镜402。

上述光源401、准直镜402、衍射光学元件403、锥光镜404和图像采集器405均位于主光轴上。

锥光镜404包括傅里叶变换透镜组，具有完成傅里叶变换的功能，并将衍射光学元件403设置于锥光镜404的焦点位置，通过衍射光学元件和锥光镜404后的光束经傅里叶变换后，形成衍射图像，这样形成的衍射图像可以有效的消除不同衍射级之间的位置畸变和光斑的变形、拉伸等现象，可有效的提供衍射光学元件403光学性能检测的精度。

其中，衍射光学元件403的光学性能包括衍射级数量和位置、衍射效率、零级大小和全局均匀性等指标。

如图5所示的衍射光学元件检测系统的内部光路图，待测的衍射光学元件403样品通常被放置在锥光镜404的焦点处，也就是衍射光学元件403与锥光镜404之间的间距P(即为前述的投射距离)等于锥光镜404的焦距。被准直后的光源401经过衍射光学元件403，不同衍射角度的光线在经过锥光镜404的傅里叶变换透镜组后，都变成与光轴平行光线，并垂直于像面M(像面M为虚拟面，在锥光镜404中并不存在，图5所示的像面M只是为了方便阐述)，包括了傅里叶变换透镜组的衍射光学元件检测系统可称为第一次成像系统。

通过对比图2和图5的衍射光学元件检测系统可发现，两者最大的差异主要在第一次成像系统。与普通的工业镜头成像原理不同的是，在锥光镜404系统里，因设置傅里叶变换透镜组，光线在像面M处的像高与光的入射角成线性关系，即对于第(m，n)衍射级，它在像面M处的光斑点坐标位置可表示为：

x＝Pθ_mx (8)

y＝Pθ_ny (9)

分别对公式(8)和公式(9)求导可得第(m，n)衍射级在x和y方向的大小为：

D_mx＝Pdθ_mx (10)

D_ny＝Pdθ_ny (11)

这里dθ_mx和dθ_ny与光源401经过准直镜402后的发散角相等(发散角约等于0.5度，0.017弧度)，也就是说dθ_mx和dθ_ny同样可视作为常数，且dθ_mx＝dθ_ny。

对于图4所示的衍射光学元件检测系统，给定如图6左图所示的衍射级坐标(m，n)，可根据公式(1)，(2)，(8)和(9)计算出各衍射级在像面M上的坐标，如图6右图所示。

可看出，相比图3所示的衍射点坐标位置，不管是高衍射级还是低衍射级(即m，n的大小)，其在像面M所在的点坐标(图6左图)基本与衍射级的坐标信息(图6右图)一致，即衍射级坐标在经过图4所示的衍射光学元件检测系统后，所对应的衍射级光斑坐标位置基本上没有产生位置畸变，可以有效的检测来料的衍射光学元件403的衍射级坐标，确保与设计相吻合。

并且从公式(7)，(9)和(10)可以看出，经过如图4所示的光学系统，各衍射级的光斑的大小也是恒定的，并且所有衍射级的光斑形状都接近与圆形(σ接近1)，确保了中心位置和边缘位置的光斑成像质量都是一致的，即在整个像面M上形成均匀大小的光斑。可对衍射光斑阵列中不同位置的光斑进行准确地成像和检测，在衍射级的能量大小和对比度的检测精度上带来极大的提升。

本实施例提供的衍射光学元件检测系统，沿光源401出射方向依次设置的锥光镜404和图像采集器405，衍射光学元件403设置于光源401和锥光镜404之间，且位于锥光镜404的焦点位置，也就是说，衍射光学元件403与锥光镜404之间的间距P等于锥光镜404的焦距，锥光镜404包括傅里叶变换透镜组，锥光镜404具有傅里叶变换功能，光源401出射的光依次经过衍射光学元件和锥光镜404后，形成衍射图像，图像采集器405采集衍射图像并发送给控制器，控制器对衍射图像进行处理分析，得到衍射光学元件403的光学性能。通过设置锥光镜404，使衍射光学元件403与锥光镜404之间的间距P等于锥光镜404的焦距，锥光镜404具有傅里叶变换功能，光线在像面M处的像高与光的入射角成线性关系，衍射光学元件检测系统可以有效的消除不同衍射级之间的位置畸变和光斑的变形、拉伸等现象，可有效的提供衍射光学元件403性能检测的精度。

锥光镜404还包括汇聚透镜组，用于汇聚光束，汇聚透镜组位于傅里叶变换透镜组和图像采集器405之间，汇聚透镜组用于对经傅里叶变换透镜组后形成的衍射图像进行倍率缩小后入射图像采集器405。

汇聚透镜组将对像面M所在位置处的成像进行一定倍率的缩小，便于图像采集器405采集，达到减小芯片面积，降低成本等目的，由像面M，汇聚透镜组和图像采集器405所组成的系统可称为二次成像系统。

示例地，傅里叶变换透镜组包括沿光源401出射方向依次设置第一平凸透镜4041、第二平凸透镜4042和第一双凸透镜4043，其中，第一平凸透镜4041的平面一侧的主光轴的中心处设有弧形凹槽，弧形凹槽的弧形凸向出射方向。

汇聚透镜组包括沿光源401出射方向依次设置的第二双凸透镜4044、第三平凸透镜4045、第三双凸透镜4046和第四平凸透镜4047，其中，第三平凸透镜4045和第四平凸透镜4047的平面一侧的主光轴的中心处均设有弧形凹槽，弧形凹槽的弧形凸向光源401方向。

通过依次设置第一平凸透镜4041、第二平凸透镜4042和第一双凸透镜4043，组合成傅里叶变换透镜组，实现傅里叶变换，并在像面M上成像。

其中，衍射光学元件403与锥光镜404之间的间距P就是衍射光学元件403与第一平凸透镜4041之间的间距P，即第一平凸透镜4041的焦距。

依次设置第二双凸透镜4044、第三平凸透镜4045、第三双凸透镜4046和第四平凸透镜4047，组合成汇聚透镜组，对像面M所在位置处的成像进行一定倍率的缩小。

需要说明的是，上述傅里叶变换透镜组和汇聚透镜组中的各透镜形状只是本实施例的一个具体示例，本实施例不限于上述示例，只要能通过不同的透镜形状排序或者组合，达到上述透镜组的目的，均可属于本实施例的保护范围内。

为了便于理解，可以认为：现有的衍射光学元件检测系统是一个投射系统，从衍射级坐标(球坐标系)到衍射光斑坐标(笛卡尔坐标系)的过程中，涉及到坐标系的转换，因此投射到屏幕上的光斑阵列，不仅位置畸变严重，并且光斑本身也拉伸和变形。而本申请提出的基于锥光镜404的衍射光学检测系统，从衍射级坐标(球坐标系)到衍射光斑坐标(球坐标)的过程中，不涉及到坐标系的转换，因此可解决光斑畸变，拉升和变形等问题。

实施例二

如图7所示，本实施例提供一种衍射光学元件检测方法，用于检测衍射光学元件403的光学性能，方法包括：

S100：接收衍射光学元件403的全场衍射图像；其中，全场衍射图像为由光源401出射并通过衍射光学元件403的光束经锥光镜404后由图像采集器405采集的图像，衍射光学元件403设置于锥光镜404的焦点位置。

S110：对全场衍射图像进行处理以得到衍射光学元件403的光学性能。

其中，衍射光学元件403的光学性能包括：衍射级数量和位置、衍射效率、零级大小、全局均匀性。

具体地，衍射级数量和位置的处理方法包括：

S111－1：获取全场衍射图像中各衍射级光斑，并对各衍射级光斑的数量求和，以得到光斑总数量。

S111－2：获取各衍射级光斑的位置。

S111－3：将光斑总数量和各衍射级光斑的位置分别与预设光斑数量和预设光斑位置比对。

S111－4：输出比对结果。

当光斑总数量与预设光斑数量匹配，且各衍射级光斑的位置与预设光斑位置匹配，则表示衍射光学元件403达到指标；否则表示衍射光学元件403未达到指标。

衍射效率的处理方法包括：

S112－1：获取全场衍射图像中的各像素点的像素值并求和，作为像素总值。

S112－2：对高于预设像素值阈值的各像素点的像素值求和。

S112－3：计算高于预设像素值阈值的各像素点的像素值之和与像素总值之比，以得到衍射效率。

零级大小的处理方法包括：

S113－1：分别获取零级光斑N0的像素值、一级各光斑的像素值。

如图8所示，零级光斑N0位于中心，其周围有四个一级光斑，分别为一级光斑N1－1、一级光斑N1－2、一级光斑N1－3和一级光斑N1－4。

S113－2：计算零级光斑N0的像素值与一级各光斑的像素值的平均值之比，以得到零级大小。

零级光斑N0的像素值和一级光斑N1－1、一级光斑N1－2、一级光斑N1－3、一级光斑N1－4的各像素值的平均值之比为零级大小。

全局均匀性的处理方法包括：

S114－1：获取全场衍射图像中各像素点的像素值。

S114－2：分别获取高于像素值阈值的各像素点的像素值。

S114－3：分别提取高于像素值阈值的各像素值中的最大值和最小值。

S114－4：计算最大值和最小值之和与最大值和最小值之差，以得到全局均匀性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种衍射光学元件检测系统，其特征在于，包括光源，以及沿光源出射方向依次设置的锥光镜和图像采集器，所述锥光镜包括傅里叶变换透镜组，衍射光学元件设置于所述光源和所述锥光镜之间，且位于所述锥光镜的焦点位置；

还包括控制器，所述图像采集器采集通过所述衍射光学元件和所述锥光镜后形成的衍射图像并发送给所述控制器，所述控制器对所述衍射图像进行处理分析以得到所述衍射光学元件的光学性能。

2.根据权利要求1所述的衍射光学元件检测系统，其特征在于，所述傅里叶变换透镜组包括沿光源出射方向依次设置第一平凸透镜、第二平凸透镜和第一双凸透镜，其中，所述第一平凸透镜的平面一侧的主光轴的中心处设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向出射方向。

3.根据权利要求1或2所述的衍射光学元件检测系统，其特征在于，所述锥光镜还包括汇聚透镜组，所述汇聚透镜组位于所述傅里叶变换透镜组和所述图像采集器之间，所述汇聚透镜组用于对经所述傅里叶变换透镜组后形成的衍射图像进行倍率缩小后入射所述图像采集器。

4.根据权利要求3所述的衍射光学元件检测系统，其特征在于，所述汇聚透镜组包括沿光源出射方向依次设置的第二双凸透镜、第三平凸透镜、第三双凸透镜和第四平凸透镜，其中，所述第三平凸透镜和所述第四平凸透镜的平面一侧的主光轴的中心处均设有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向所述光源方向。

5.根据权利要求1所述的衍射光学元件检测系统，其特征在于，所述光源出光侧设有准直镜，用于对所述光源出射的光束进行准直后入射所述衍射光学元件。

6.根据权利要求1所述的衍射光学元件检测系统，其特征在于，所述光源为半导体激光器。

7.一种衍射光学元件检测方法，用于检测衍射光学元件的光学性能，其特征在于，所述方法包括：

接收衍射光学元件的全场衍射图像；其中，所述全场衍射图像为由光源出射并通过所述衍射光学元件的光束经锥光镜后由图像采集器采集的图像，所述衍射光学元件设置于所述锥光镜的焦点位置；

对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能。

8.根据权利要求7所述的衍射光学元件检测方法，其特征在于，所述衍射光学元件的光学性能包括：衍射级数量和位置、衍射效率、零级大小、全局均匀性。

9.根据权利要求7所述的衍射光学元件检测方法，其特征在于，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：

获取所述全场衍射图像中各衍射级光斑，并对所述各衍射级光斑的数量求和，以得到光斑总数量；

获取所述各衍射级光斑的位置；

将所述光斑总数量和所述各衍射级光斑的位置分别与预设光斑数量和预设光斑位置比对；

输出比对结果。

10.根据权利要求7所述的衍射光学元件检测方法，其特征在于，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：

获取所述全场衍射图像中的各像素点的像素值并求和，作为像素总值；

对高于预设像素值阈值的所述各像素点的像素值求和；

计算高于预设像素值阈值的所述各像素点的像素值之和与所述像素总值之比，以得到衍射效率。

11.根据权利要求7所述的衍射光学元件检测方法，其特征在于，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：

分别获取零级光斑的像素值、一级各光斑的像素值；

计算所述零级光斑的像素值与所述一级各光斑的像素值的平均值之比，以得到零级大小。

12.根据权利要求7所述的衍射光学元件检测方法，其特征在于，所述对所述全场衍射图像进行处理以得到所述衍射光学元件的光学性能包括：

获取全场衍射图像中各像素点的像素值；

分别获取高于像素值阈值的所述各像素点的像素值；

分别提取高于所述像素值阈值的各像素值中的最大值和最小值；

计算所述最大值和所述最小值之和与所述最大值和所述最小值之差，以得到全局均匀性。

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