无规则相位畸变条件下数字全息成像方法研究

发布时间：2024-02-02 07:43

　　数字全息成像是现代计算成像技术的一种,具有快速灵活、数字聚焦、能同时定量获取物体强度像和相位像等特点,是目前相位成像技术中研究最多应用最为广泛的一种,在生物医学、海洋生物学、微纳材料与光子学等众多学科有很好的应用前景。目前,数字全息成像研究主要集中在提高分辨率、消除共轭像、抑制散斑噪声等方面,很少考虑目标物体周围介质引起的无规则相位畸变的影响。而在实际应用中,特别是成像视场较大时,物体周围介质引起的相位畸变会对数字全息成像质量产生较大的影响,甚至可以使传统的数字全息成像方法失效。本文针对这一问题,研究大视场高分辨率的数字全息成像技术,发展数字全息成像方法,克服无规则相位畸变的影响,提高其在水面浮游生物检测等方面的实用性。本文系统研究了数字全息成像原理、种类算法、性能特点,通过理论分析和数值模拟研究了无规则相位畸变对数字全息成像的影响。结果表明,无规则相位畸变条件下,应尽量缩小成像系统的记录距离,且相位畸变对再现像的影响主要集中在共轭像中。与离轴数字全息相比,同轴数字全息可以采用更小的记录距离。因此,本文主要通过研究同轴数字全息共轭像的消除方法,从而达到克服无规则相位畸变影响的目的。首先...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1-74Deep水下数字全息显微镜[139]

第1章绪论如：利用数字全息对空气中的目标进行成像时，通常要保证空气不能有大的扰利用数字全息显微镜对培养液中的细胞等生物样品进行成像时，由于观测视场小，通常忽略培养液的厚度变化，假设培养液的厚度是均匀的[140-142]。但是，用过程中环境存在一定的振动会使培养液出现波动，....

图2-5图像传感器的调制传递函数(MTF)曲线

图2-5图像传感器的调制传递函数(MTF)曲线[16]Fig.2-5SimulatedMTFcurveforaCCDimager[16]息的记录条件及成像分辨率预放大的菲涅尔数字全息为例分析数字全息图的记如图2-6所示，波长为λ的平面波沿z轴方向射....

图2-14不同相位畸变不同距离处的光场分布

38m)=93rad,z=5cmn)=93rad,z=10cmo)=93rad,z=15cmp)=93rad,z=20cm图2-14不同相位畸变不同距离处的光场分布Fig.2-14Lightfielddistributionatdiffere....

图3-8同轴光路记录的广义双平面全息成像实验结果(视场：5.3mm×5.3mm，最小

c)强度再现像d)相位再现像c)Reconstructedamplitudeimaged)Reconstructedphaseimage图3-8同轴光路记录的广义双平面全息成像实验结果(视场：5.3mm×5.3mm，分辨线宽：8.77μm)Fig.....

本文编号：3892508