非相干数字全息成像实验及性能研究

发布时间：2024-06-11 23:41

　　与传统成像只能记录物体的振幅信息相比,全息术是一种通过光的衍射和干涉原理,同时记录下物体振幅和相位信息的成像方式。传统的全息术需要相干光与感光材料的照明与记录,从而会带来散斑噪声、光路复杂、再现繁琐等问题。随着数字感光元件以及计算机、空间光调制器的出现,非相干数字全息技术得到了快速发展,摆脱了对相干光的依赖,解决了成像时散斑噪声的问题,数字记录方式也极大方便了全息图的记录和再现过程。本文在非相干数字全息成像系统的基础上,主要研究其在望远成像领域的应用以及系统分辨率的提高。论文的主要内容如下:首先,介绍了两种常见的非相干数字全息光路,基于空间光调制器的FINCH系统和基于麦克尔逊干涉仪的同轴全息系统。对于两种系统,分别在标量衍射理论的基础上推导了系统的点扩散函数、再现距离、横向放大率和分辨率;对于同轴全息出现的干扰项问题,分析了定步长三步相移法和广义三步相移法消除干扰项的过程;介绍了菲涅尔衍射积分公式的卷积法、菲涅尔变换法和基于角谱理论的角谱法三种全息图再现方法,通过分辨率板的成像结果,证明两种系统的可行性并对优缺点进行了分析对照。其次,在以上两种系统的基础上搭建了前置望远系统的全息成像...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1两种非相干同轴数字全息成像系统实验光路

2非相干同轴数字全息术的原理2.3非相干同轴数字全息图的记录2.3.1非相干同轴数字全息的记录光路在非相干全息的记录光路中，分光是一个重要的步骤。要把来自物体上同一个点的光束进行分光，由一束光分为两束，一般来说使用分光棱镜BS，经由BS反射和折射之后，产生两束光；在....

图2.2麦克尔逊系统等效光路

121111,exp22SLMSLMddRxyiQQfffd2为SLM掩模采用双透镜形式时的两个焦距。则任意点源经FCCD记录面上的强度分布，也就是点扩散函数的表达形式为....

图2.3空间光调制器上加载的双透镜相位掩模示意图

D表面记录的物体全息图为所有点源的强度点扩散函数的非2222,,,,,,,,exp,,exp....

图2.4三次拍摄的相移全息图

2非相干同轴数字全息术的原理上式中为傅立叶变换过程，fx,fy分别代表x和y对应的频域坐标，Zr为再现距离。由于角谱衍射算法在数学推导时没有使用近似条件，因此对于不同再现距离的情况，该算法都可以适用。2.5非相干数字全息系统的实验验证2.5.1FINCH系统....

本文编号：3992889