球面参考光波数字全息的一些特点分析及实验

对以球面波作为参考光记录数字全息图的采样和再现分离条件进行了详细的分析。推导出了同时满足采样和再现分离条件时,CCD及物体的横向尺寸、物体及参考光源至CCD的距离之间需要满足的关系式,证明了完全散射物体上复振幅在记录面上的叠加可以等效为一个点光源在记录面上产生的效果,进行了相应的实验研究。结果表明：数字全息术中采用球面参考光波可以比采用平面参考光波更容易满足采样和分离条件,并可以记录到更多的物体信息;在物体至CCD的距离固定的情况下,无透镜傅里叶变换全息术是优化的记录光路结构;散射物体比衍射物体的数字全息图更容易满足采样和分离条件。     

通过相移条纹图差分测定相移量的方法

提出一种通过两幅相移条纹图相减来确定它们之间相移量的方法,进行了理论分析和实验验证。两幅相移条纹图相减并归一化后,得到的相移差分函数是振幅只与相移量有关的正弦函数,可以通过确定该函数最大极值的方法得到振幅,进而计算出相移量。介绍了极值直接查找法和平均法两种实现最大极值测量的方法。由于不使用傅里叶变换,减少了运算时间,既可以用于高空间频率条纹,也可以用于稀疏平行条纹,以及任意花样的条纹。在衬比度因子确定后,用这种方法就能够直接在空域内确定两幅条纹图之间的相移量,通过大量采样点进行统计计算,使结果达到很高的精度。将所得到的结果与用傅里叶变换方法得到的结果进行了比较,表明两种方法得到的结果具有完全相同的精度。     

CCD辅助测量凸透镜焦距的一种新方法

本文针对凸透镜主点及物像平面难以精确定位的问题,提出了一种以理想光学系统的物像关系为理论基础,基于高斯公式,用CCD摄像机辅助的精确测量凸透镜焦距新方法,这种方法也可以在焦距未知的情况下,求共轭距。     

Complex amplitude reconstruction and phase aberrations compensation in phase-shifting in-line image digital holographic microscopy

When an image digital holographic microscopy （DHM） layout is employed, the Fresnel integral cannot be used in separating the reconstructed image from its conjugate image and background. However, combining image plane DHM with the phase-shifting in-line technique, the complex amplitude of reconstructed image can be obtained without using Fresnel integral, moreover the approximate error of reconstruction calculation is easily eliminated and the signal-to-noise ratio of reconstructed image is significantly improved. Since a normal incidence plane wave is used as the reference wave, the difficulty and complexity of phase aberration and phase unwrapping of DHM are remarkably decreased.     

同时获得高亮度检测场和高衬比条纹的实时全息记录方法

讨论了实时全息法应用于检测透明物体的情况下获得高衍射效率和高衬比条纹的若干问题。给出了同时获得高亮度检测场和高衬比条纹的最佳参数。在最佳光束比等于１和最佳相位调制度为１．４２时,衍射效率和光能利用率均可达到２９％。     

复化辛普森法和傅里叶法在衍射计算上的比较

通过快速傅里叶变换(FFT)法和复化辛普森法对衍射的数值进行计算,可以看出快速傅里叶变换法是一种积分变换法,而复化辛普森法则是迭代相加的方法.通过计算得出了FFT法的计算速度高于复化辛普森法,计算精度则远低于复化辛普森法;复化辛普森法适合近距离菲涅尔衍射和近场衍射,而FFT法不适合.     

相移相位测量的全息再现算法及测量误差分析

用全息原理和方法研究相移相位测量,得到了N步整周期相移再现物光波复振幅同步叠加函数(N步相移函数),同时提出一种新的相移相位测量误差分析和最大误差估计方法。N步相移干涉图是以理想平行光为参考光的无衍射同轴全息图,将其与对应的相移参考光相乘后求和得到N步相移函数;在理想情况下,这是一种复振幅分离、测量和物光波复振幅函数同步叠加方法,存在误差时计算出的相位是最小二乘方法的最佳期望结果。利用N步相移函数得到的N 1步相移函数,说明非理想N步相移函数是理想N步相移函数与误差函数之和,可以把相位型误差转化为与振幅和强度相对误差同等的误差来对待,降低了相位测量中误差估计的难度,给出了N步相移算法最大误差的估计方法和公式。     

转拍白光再现全息肖象的研究

本文介绍了我们在转拍白光再现的全息肖象方面的研究工作.讨论了拍摄工作中所需要特别注意的若干问题.如:参物光束比的选择、肖象尺寸大小的估算、视角的估算、获得高衍射效率的化学处理的方法、获得高信噪比的化学处理的方法等.     

合成孔径数字全息的分析模拟及多参考光合成孔径数字全息

分析了合成孔径数字全息的理论和实现方法,提出了多参考光合成孔径数字全息方法及其应用前景,以双狭缝为例,模拟了单幅及单参考光、多参考光两种合成孔径数字全息术的记录和再现方法,对三种方法再现像的分辨率进行了比较.     

The reconstruction of diffractive object digital hologramat a short distance

By using a spherical wave as the reference wave, we recorded the in-line phase-shifting digital hologram of the 25th element of Chinese standard No. 3 resolution test pattern, and gave the corresponding numerical reconstructed results. Some problems concerning with the digital hologram recording and reconstruction of the diffractive object at a short distance are discussed. The experimental result shows that the resolution of the reconstructed image is better than 10μm, which is the limit by using this experimental arrangement.