灰度调整与数字全息图像质的关系

如何在有限的灰度级别下输出高质量全息图是人们关注的问题之一.文章从数字全息图 （计算机制全息图）的灰度直方图出发,研究灰度调整对全息图再现像质的影响.首先通过理论推导研究了压缩计算机制全息图中占比例少的灰度,展宽占比例多的灰度后全息图衍射效率的变化,发现处理后的计算机制全息图经灰度压缩的阈值越大,衍射效率越高.然后研究了灰度压缩的阈值对计算机制全息图再现像噪音的影响,发现全息图再现像的噪音随着阈值的增大,先减少再增大.实验表明,通过取合适的阈值对全息图进行灰度调整,可以在保证全息图再现像的信噪比的同时,提高全息图的衍射效率.计算机仿真和全息图光学再现实验证明了理论分析是正确的,为制作高质量的计算机制全息图提供了参考依据.     

试谈傅里叶变换全息图与夫琅和费全息图

本文从理论和实验两个方面论述了傅里叶变换全息图与夫琅和费全息图是两种不同类型的全息图,从而提出了与流行的“夫琅和费全息图即傅里叶变换全息图”观点不同的看法.     

二步法大景深反射全息图

以开拓反射全息图的景深表达能力为目的,从反射全息图的共轭物像关系出发,利用反射全息图的均匀介质耦合波理论和布拉格条件,对其白光再现像模糊作了具体的分析和讨论,得到色模糊和线模糊的表达式.指出反射全息图上不同各点对任意白光再现像点的色模糊和线迷糊的影响均存在差异,给出反射全息图白光再现像的景深表达式.实验利用二步法制作了一张景深为83 cm的反射全息图,与大景深彩虹全息图再现像相比,其再现像的立体感更加强烈.理论分析和实验结果表明,光源的再现角度和观察距离对反射全息图的再现像景深大小影响显著.在再现光垂直于反射全息图平面照明情况下,反射全息图具有最好的景深表达能力.     

灰度调整与数字全息图像质的关系

如何在有限的灰度级别下输出高质量全息图是人们关注的问题之一,文章从数字全息图(计算机制全息图)的灰度直方图出发,研究灰度调整对全息图再现像质的影响.首先通过理论推导研究了压缩计算机制全息图中占比例少的灰度,展宽占比例多的灰度后全息图衍射效率的变化,发现处理后的计算机制全息图经灰度压缩的阈值越大,衍射效率越高.然后研究了...     

浅谈全息图的复制

简要介绍了将原全息图再现和接触复制法两种全息图复制的原理与方法.进一步采用接触复制法的方法,利用激光作为光源进行了全息图的复制实验研究.实验结果表明复制的全息图再现像图像比较清晰,层次分明.     

无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图

本文提出一种新的计算机彩虹全息图,即无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图,介绍了它的基本原理及物体光波的数学描述,并以彩虹全息图的信息量出发,讨论了一般计算机彩虹全息图信息量的冗余度及减少冗余信息量的方法.最后给出了无透镜夫琅和费型计算机彩虹全息图的实验结果.     

周视彩虹全息术

本文一改以往平板彩虹全息图垂直于全息图面观察的形式,给出一种几乎平行于全息图面观察的周视彩虹全息图的制作技术,这种全息图观察范围为360°最后给出了实验结果,并作了讨论.     

黄氏傅里叶计算全息图的数字再现及零级像的消除

将数字再现技术应用于黄氏(T.S. Huang)傅里叶计算全息图的再现过程, 制作计算全息图,利用数字再现直接在计算机上完成全息图的再现.直接利用数字图像处理的方法对所得计算全息图进行滤波处理,消除了零级像和原始像,使得数字再现时得到了清晰的再现像,并给出了所制作的计算全息图以及数字再现的结果.     

超短脉冲激光选通电子学全息成象系统研究

本文介绍了最早到达光概念,分析了超短脉冲激光电子学全息实现选通最早到达光成象的原理.用超短脉冲激光拍摄全息图,相当于用多色光记录全息图,当用单色光再现这种全息图时,会给再现象造成一个模糊量.在一般全息理论中,只讨论了采用单色光记录全息图,复色光再现所造成的模糊量.因此,本文中讨论的是一个与此相反的问题,即用多色光记录全息图,单色光再现的情况,并且着重讨论了超短脉冲激光记录全息图的情况.最后得出结论,在用超短脉冲激光拍摄全息图时,最好采用象面全息术.     

基于DMD的数字全息显示及其再现像质增强

采用DMD作为空间光调制器构建了一套数字全息显示系统.分析了数字全息图光学再现中影响再现图像质量的因素,提出了一种采用频域滤波重建高条纹对比度滤波全息图来改善其光学再现图像质量的新方法.采用信噪比及图像亮度作为评价参量,对原始全息图和滤波全息图的数值再现像进行定量分析表明,滤波后全息图的再现像质量明显优于原始全息图的再现像.基于DMD数字全息显示系统的光学再现实验也验证了理论分析结果.     

三维漫射体单波长真彩色彩虹全息术

提出一种新的三维漫反射物体真彩色彩虹全息术,在普通一步法真彩色彩虹全息术的基础上,用单波长激光逆光路再现,可在同一种记录介质上一次曝光记录三维物体的真彩色全息图.因而特别适合于制作光致抗蚀剂模压全息母板.     

不用狭缝的两步彩虹全息

本文提出了一种新的两步彩虹全息记录方法。这种方法不需要在主全息图前放置狭缝;所需要的限制狭缝通过适当改变主全息图再现光的方向来合成。文中给出了详细的理论分析和有关实验结果。     

数字滤波法再现电子全息图

在分析电子全息图特性的基础上，提出频谱滤波法对电子全息图进行数字再现，以解决其再像之间相互重叠的问题，此方法首先将数字化的电子全息图进行傅里叶变换得到全息图的空间频谱，然后对此频谱进行滤波处理并作反傅里叶变换得到一幅新的全息图，最后再用一般的数字再现法对此新的全息图进行再现，用这种方法，可以很方便地得到不受干扰的再现实像。     

Characterization of axially tilted fibres utilizing a single-shot interference pattern

We proposed a method to solve the problem of extracting meaningful phase information for a single-shot interference pattern taken for an axially tilted fibre sample. Conventionally such interference patterns can be not evaluated with appropriate accuracy. Here, such an interference pattern is considered to be a special hologram since it contains information about light propagated through a laterally fixed sample located at different axial planes. Thus, part of the test object in such a hologram is in focus and the other parts are out of focus. The proposed method can be considered as two complementary steps. In the first step the complex amplitude across the hologram plane is recovered using an adaptive spatial carrier frequency method. This is followed by the second step where the complex amplitude is numerically propagated within a given volume. Thus, planes where the test object is in focus are defined. Consequently, the phase distributions corresponding to all of these planes are together stitched. Thus a complete focus phase map for the fiber sample under test is obtained. From the obtained phase map the two dimensions refractive and the two dimensions birefringence of isotactic polypropylene fibre were calculated.     

双Lloyd镜数字全息显微测量术

提出了一种双Lloyd镜数字全息显微测量技术.其基本思想是将Lloyd镜的共光束自干涉特性与双波长光学相位解包裹方法相结合,使用两个Lloyd镜调节参考光与物光夹角以形成共光束自干涉,从而获得一张双波长复合全息图,再通过角谱法再现得到每个波长对应的包裹相位,利用两波长的相位差求得解包裹后的相位图和三维高度分布图.采用532和632 nm两波长记录全息图,通过数值再现重构被测物体的振幅和相位信息.与标定值相比,实验值的误差小于5%,证明了该方法的有效性.     

用作图法求全息再现像

本文从物理光学的角度出发，给出两条特殊光线，可用作图法找到全息图再现的原始像和共轭像的位置，定义参考光源与物点的联线为主轴，主轴与全息图的交点为节点。两条特殊光线一条是沿再现照明光源与节点联线方向，称之为不偏折光线。另一条对原始像来说是自照明光发出通过参考光源的一条光线，这条光线经全息图衍射后与不偏折光线的交点即原始像点的位置；对共轭像来说是自照明光源发出通过物点的一条光线，这条光线经全息图衍射后与不偏折光线的交点即共轭像点的位置。     

双视三维动态反射全息图合成技术研究

在综合了白光反射全息、像全息、体视对全息和合成全息等多种技术的基础上 ,提出了一种制作双视三维动态反射全息图的合成技术 ,给出了制作该类全息图有关参数的设计方法 ,成功地制作了一种适于近距离观察的双视三维动态反射全息图样品 ,有效消除了用双眼观察普通动态全息图时常出现的像混淆现象 ,其清晰的三维立体图像、生动而逼真的动态艺术效果 ,具有较高的艺术欣赏和防伪价值 ,为该类全息产品的开发探索了一条可行途径     

Computer-generated line holograms using an xy plotter

A new method is presented for constructing a computer-generated Fourier-transformed line hologram using an xy plotter. Phase and amplitude of the complex amplitude in the hologram plane are represented by varying, respectively, the position and height of triangles formed in the cells composing the hologram. An image reconstructed optically from the hologram can be moved arbitrarily from the optical axis since the hologram contains information about the phase and amplitude of the complex amplitude in the hologram plane. A three-dimensional hologram from which an image was successfully reconstructed is also presented.     

乙醇喷雾场粒子尺寸和速度的数字全息测量

利用连续波激光器和高速CCD,采用数字同轴全息系统,记录了乙醇喷雾粒子场全息图.对粒子场再现像进行聚焦像合成,自适应滤波、二值化、Roberts边缘提取,Hough变换和亚像素精度计算,得到粒子的直径和位置信息.利用两次曝光记录的两个序列全息图得到粒子位移,进而求得粒子的运动速度,给出了实验结果.研究结果表明,该实验系统可用于内燃机喷雾场测量,且具有光路系统简单、成本低等特点.     

数字全息图取样模型的简化研究

数字全息研究领域目前存在两种不同的数字全息图取样模型.按照这两种模型进行研究时, 不但涉及较复杂的数学运算, 在许多情况下还会导致不同的研究结果, 不便于理论分析及实际应用.基于对数字全息图记录的物理过程分析及电荷藕合器件(charge coupled device, CCD)几何结构的研究, 本文将这两种取样模型简化为相同的数学表达式. 利用数字全息图的余弦级数展开及取样定理对简化模型的研究表明, 简化模型不但具有清晰的物理意义, 而且可以方便地为应用研究服务. 基于简化模型对物光波通过光学系统到达CCD的数字全息记录系统进行了研究, 导出得到实验证实的波前重建表达式. 关键词： 数字全息 波前重建 相干光成像