基于数字全息术的相位成像实验研究

基于数字全息术的相位成像实验研究

摘     要

数字全息术是当前全息术研究的一个热点。它是在传统光学全息术的基础上，结合电子技术、计算机技术和图像处理技术发展起来的一种新型全息技术。它以CCD等光电耦合器件取代传统的全息记录材料来记录全息图，并通过计算机模拟衍射过程来完成全息图的再现。数字全息术过程简单，曝光时间短，没有化学显影和定影过程，因而便于对图像的获取和实时处理。数字全息术已广泛地运用于形貌测量、变形测量、振动测量、构件缺陷测量、光纤、微电子和生物细胞等测量领域，有着极为重要的意义。

本论文从理论和实验两方面对数字全息图的记录与再现进行了研究。首先，介绍了数字全息技术的波前记录原理，详细推导了菲涅耳方法、卷积方法和相移法三种再现方法。根据算法的离散数学表示编制相应的算法程序。通过实验对全息图进行了数值重现，完成了物体的三维表面再现，有力地证明数字全息术在显微测量领域中具有较大的潜力。

关键词：  数字全息  全息记录  再现  数值重现  显微测量

目  录

中文摘要 1

英文摘要 2

目录 3

第一章     绪论 4

1.1  光学全息的概述 4

1.2  数字全息术的提出、发展及应用 5

1.3  本论文研究意义 6

1.4  本论文主要研究工作 6

第二章     数字全息的基本原理 8

2.1  数字全息术的波前记录 8

2.2  数字全息术的波前再现 10

2.3  数字全息中的一些基本问题 13

2.4  本章小结 14

第三章     数字全息的实验与分析 15

3.1   数字全息的数值模拟过程 15

3.2   数字全息实验 16

3.3   相位解包裹算法 18

第四章     总结和展望 23

4.1   总结 23

4.1   展望 23

致谢 24

参考文献 25