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实验室研究与探索 2011年第3期30卷 17-19,35页

作者：徐先锋中国石油大学(华东)物理科学与技术学院山东东营257061

设计了一种基于广义相移干涉术的数字全息实验装置,介绍了相应工作原理。为了大幅减少精密相移器造成的相移数字全息实验成本,实验装置省去了相移器这一昂贵器件。实验利用光学器件的微小振动特点,进行相移数字全息的记录,使用两步广义... 详细信息

设计了一种基于广义相移干涉术的数字全息实验装置,介绍了相应工作原理。为了大幅减少精密相移器造成的相移数字全息实验成本,实验装置省去了相移器这一昂贵器件。实验利用光学器件的微小振动特点,进行相移数字全息的记录,使用两步广义相移干涉算法从干涉图中直接抽取实验中的实际相移量,代入相应物光波前再现公式计算物光复振幅,经过逆菲涅尔衍射进一步得到原始物像。实验结果表明,该装置无需相移器即可实现相移数字全息记录和再现,能够自动抽取相移值,高质量完成物光成像。该实验改进了相移数字全息的实验装置,大幅度减少了实验成本和操作难度,有利于推广和利用。

关键词：广义相移干涉术相移数字全息物光波前重建

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相移干涉术及广义相移数字全息干涉术

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大学物理 2008年第9期27卷 43-46,54页

作者：蔡履中山东大学光学系山东济南250100

在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提... 详细信息

在基础光学框架内说明了传统的相移干涉术及近年来发展的广义相移数字全息干涉术的基本原理;前者要求特殊值等步长相移,而后者则可以采用任意未知相移值.着重介绍了广义相移干涉术中的物波恢复算法,以及基于衍射场统计特性的未知相移提取算法.从一个侧面沟通了基础光学与近代光学之间的关系.

关键词：相移干涉术广义相移干涉术数字全息波前再现未知相移盲取

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基于迈克尔逊干涉仪的非相干光自参考数字全息成像系统研究

基于迈克尔逊干涉仪的非相干光自参考数字全息成像系统研究

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作者：熊元康郑州大学

学位级别：硕士

随着光电传感器和计算机处理技术的进步,数字全息术在不同科学技术领域得到了快速的发展。数字全息术具有使用成本低,记录和重现速度快,聚焦灵活性等特点,已经发展成为现代光学中一个独立的范畴,并在许多领域具有广泛的应用。与传统数... 详细信息

随着光电传感器和计算机处理技术的进步,数字全息术在不同科学技术领域得到了快速的发展。数字全息术具有使用成本低,记录和重现速度快,聚焦灵活性等特点,已经发展成为现代光学中一个独立的范畴,并在许多领域具有广泛的应用。与传统数字全息术相比,非相干数字全息术使用非相干的照明光源,克服了激光造成的噪声和散斑的影响,显著扩展数字全息的应用范围:如荧光显微成像、自适应光学、彩色全息成像以及超分辨率成像等。本文主要研究基于迈克尔逊干涉仪的非相干光自参考成像系统,该系统操作简单灵活且成本较低,利用外部环境的扰动产生相移,无需相移器,然后通过广义相移算法即可实现对物体高分辨率的三维重建。同时,该技术不仅限于显微光学系统,任何衍射受限系统如照相机、望远镜等都可以通过更换该系统显微模块来实现。本研究为医学诊断、细胞生长监测和光学微加工等提供了一种高分辨率的三维成像方法。论文的主要内容包括以下三个方面:（1）回顾非相干数字全息术的发展历程和主要研究成果,介绍了其记录方法和再现原理;对四种同轴非相干数字全息成像系统的光路和成像原理进行简要的分析;特别介绍相移干涉术,研究定步长相移算法与广义相移算法的不同。（2）搭建基于迈克尔逊干涉仪的非相干光自参考数字全息成像系统,对系统的点扩散函数进行理论推导,并通过小孔模拟点源验证理论分析的正确。对USAF1951分辨率板和生物细胞进行显微成像,通过广义相移算法和角谱重建技术,消除零级像和孪生像的干扰,获得高分辨率的重建像。对金刚石颗粒不同焦平面的重建,研究系统的三维成像特性。（3）重点研究重建距离对系统成像质量的影响,通过Brenner梯度算法、信息熵、DCT频域法和基于重建图像对比度的自动聚焦算法,得到该系统的最佳重建距离。推导该系统成像分辨率表达式,讨论影响该系统成像质量的决定因素。在多光谱的条件下通过模拟和实验验证,分析物光波的波长与系统成像分辨率之间的关系,为后续提高该系统重建图像分辨率提供了方向。

关键词：全息非相干数字全息广义相移干涉术数字全息显微分辨率

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基于空间光调制器的非相干数字全息分辨率研究

基于空间光调制器的非相干数字全息分辨率研究

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作者：何九如郑州大学

学位级别：硕士

传统成像技术只能记录光场的二维强度信息;而全息术作为一种两步成像技术,分别利用光的干涉和衍射原理来记录和重建光场的振幅和相位,因此可以实现光场的三维空间信息探测。随着光电传感器及计算机技术的发展与成熟,非相干数字全息应运... 详细信息

传统成像技术只能记录光场的二维强度信息;而全息术作为一种两步成像技术,分别利用光的干涉和衍射原理来记录和重建光场的振幅和相位,因此可以实现光场的三维空间信息探测。随着光电传感器及计算机技术的发展与成熟,非相干数字全息应运而生。基于自干涉原理的非相干全息术突破了传统全息对光源相干性要求的限制,克服了激光全息对系统稳定性要求高的缺点,具有结构简单、记录速度快、重建灵活、易于与现有成熟光学系统相匹配等优点,具有广泛的应用前景。本文主要研究两种非相干数字全息术:基于迈克尔逊干涉仪的非相干全息与基于空间光调制器的非相干全息。搭建基于迈克尔逊干涉仪的非相干全息相机,重点研究广义相移干涉法在去除非相干同轴全息中零级像和孪生像的可行性;分析基于空间光调制器的非相干数字全息基本原理,验证其成像特性,在此基础上研究螺旋相位调制下系统的成像特性,并将其应用于显微成像;重点讨论典型双透镜模式下FINCH成像系统的分辨率。论文主要包含以下四方面:(1)主要介绍非相干全息的基本原理,对四种典型非相干同轴记录光路进行简要分析;重点阐述基于空间光调制器的非相干数字全息的成像原理,得到系统的点扩散函数,从系统分辨率、二维成像和三维成像三个方面进行实验,研究系统的成像特性。(2)搭建基于迈克尔逊干涉仪的非相干全息相机,推导出该系统的点扩散函数,采用广义相移法替代压电陶瓷相移器消除孪生像和零级像,避免机械误差,提高系统成像速度。(3)研究空间光调制器的螺旋相位加载模式,给出螺旋相位调制下系统点扩散函数的精确数学模型,并对分辨率板和生物样本成像,实现边缘对比增强的效果。(4)重点研究非相干数字全息成像系统输入和输出孔径两种决定因素下系统的分辨率,当输出孔径为系统分辨率的决定因素时,讨论影响系统分辨率的三个因素,给出不同记录距离下系统的分辨率表达式。

关键词：全息非相干全息广义相移干涉术螺旋相位分辨率

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