LED弱相干光数字全息研究

作     者：秦怡 

作者单位：暨南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：钟金钢

授予年度：2010年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：全息 数字全息 部分相干光源 菲涅耳衍射 傅立叶变换 

摘      要：数字全息在许多光学领域都被证明是一种非常有用的方法，例如在光学显微、形变分析、物体形貌测量以及粒子的大小与位置测量各个方面都显示出巨大的应用价值。近年来，基于部分相干光源的数字全息技术引起了人们的注意，它通过降低光学系统中的寄生干涉噪声来提高数字全息的记录和重建质量。因此，本文研究了典型的部分相干光源——发光二极管(LED)的相干性以及基于LED的数字全息技术，本文所做工作是弱相干光数字全息研究中基础性的工作，主要针对弱相干光数字全息中的一些基本问题进行了理论及实验上的分析、研究，具体说来有以下几个部分： 1．回顾了全息技术的发展历史，阐述了数字全息术的发展、应用及国内外的研究现状，着重介绍了传统光学全息术及数字全息术的基本原理，数字全息术的特点以及数字全息术中的一些基本问题。 2．针对于同轴数字全息，对记录和重建的算法都进行了详细的研究。使用MATLAB软件，编写了相关的程序，对于同轴相移数字全息进行了模拟。 3．应用部分相干理论进行了分析，指出了影响光源时间相干性和空间相干性的因素，并在此基础上研究了实验所使用的发光二极管(LED)的时间和空间相干性。 4．从理论和实验上分别研究了基于LED光源的数字全息技术。首先研究了所用数字全息系统中的互强度的传播，然后得到了一个描述部分相干光源对全息图和重建结果影响的简单公式，相应的实验结果证实了理论研究的正确性。 5．提出了一种新的方法来评价重建物光波相位的精确程度，这个方法是通过研究被CCD记录下来的全息图强度和由数字重建出来的全息图强度之间的相关系数来实现。这个方法能使我们在评价重建质量的同时，找出基于LED光源的数字全息中质量最高、最接近物体真实相位分布的重建图像。