数字全息成像技术应用研究

发布时间：2017-03-18 02:06

  本文关键词：数字全息成像技术应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：数字全息成像技术是一种结合了传统光学全息与现代电子技术的光信息处理技术,其记录与再现过程均实现数字化处理,可以适应当代对信息获取,处理与传输的需求。通过分析CCD或者CMOS采集的数字全息图像,可以较为便捷地获得物体的表面三维形貌分布,因此自此技术出现以来便受到众多研究人员的广泛关注。近年来,国内外对此技术的研究较为活跃,数字全息成像技术的应用已经从形貌测量、干涉计量、像差补偿等传统领域延伸到活体生物细胞观测、三维物体成像等新兴领域。鉴于数字全息技术广泛的应用背景,本文对数字全息成像技术进行了系统的理论分析和实验研究。本文首先对数字全息成像的基本特性进行了系统的理论与实验研究,分析了菲涅耳数字全息与傅里叶变换数字全息的数字再现、再现像分离条件、成像分辨率、景深与焦深等基本问题。在此基础之上,本文提出了一系列提高数字全息成像质量的方法,并介绍了我们在数字全息应用方面开展的工作。本论文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)研究了离焦傅里叶变换数字全息系统重建图像分辨率控制方法;推导了不同条件下的离焦傅里叶变换数字全息成像理论模型及成像分辨率,通过实验证明控制傅里叶变换全息技术成像分辨率的可行性。(2)提出DCT图像融合数字全息多平面成像的方法,以快速有效的同时获得多个平面的重建图像;采用二次扭曲相位因子(QDPF)实现任意平面数字全息成像法,分析QDPF各参数意义及选取规则,通过实验证明一次菲涅尔重建得到多个不同平面的再现图像的可行性。(3)研究数字全息显微技术在微观物体形貌观测中的应用。采用同轴方式记录酵母菌细胞以及分辨率板的三维形貌,采用二值掩模抑制共轭噪声,引入自适应二次扭曲位相自动补偿离轴菲涅耳数字全息显微技术中的相位畸变以改善成像质量。(4)以数字微镜器件(DMD)作为显示核心器件,研究以计算全息与数字全息技术为基础的裸眼三维成像技术。采用二元全息干涉法提高三维“现实世界物体”衍射效率。
【关键词】：数字全息 多平面成像 数字全息显微 三维物体显示
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：O438.1;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-26
• 1.1 数字全息技术的产生与发展11-12
• 1.1.1 光学全息技术的产生与发展11
• 1.1.2 数字全息技术的产生与发展11-12
• 1.2 数字全息技术的应用现状12-16
• 1.2.1 数字全息多平面成像与三维成像技术12-14
• 1.2.2 数字全息显微技术14-15
• 1.2.3 数字全息形貌分析15-16
• 1.2.4 数字全息干涉计量16
• 1.2.5 数字全息信息加密16
• 1.3 本论文的研究内容16-17
• 1.4 本论文的创新点说明17-18
• 参考文献18-26
• 第二章 数字全息成像的基本特性26-53
• 2.1 光学全息原理简介26-29
• 2.1.1 光学全息的记录26-28
• 2.1.2 光学全息的再现28-29
• 2.2 数字全息的成像原理与特性29-51
• 2.2.1 菲涅耳数字全息图的成像原理与特性29-38
• 2.2.2 傅里叶变换数字全息图的成像原理与特性38-51
• 2.3 本章小结51
• 参考文献51-53
• 第三章 数字全息多平面成像技术53-77
• 3.1 基于DCT域图像融合的数字全息多平面成像技术53-62
• 3.1.1 基于DCT域的图像融合原理53-55
• 3.1.2 实验与分析55-62
• 3.1.3 本节小结62
• 3.2 基于非共轭二次扭曲位相的数字全息多平面成像技术62-67
• 3.2.1 非共轭二次扭曲位相多平面成像原理62-63
• 3.2.2 实验结果与分析63-67
• 3.2.3 本节小结67
• 3.3 基于二次扭曲相位因子的数字全息多平面成像技术67-74
• 3.3.1 二次扭曲相位因子数字全息多平面成像理论67-69
• 3.3.2 实验69-74
• 3.3.3 实验讨论74
• 3.4 本章小结74-75
• 参考文献75-77
• 第四章 数字全息显微成像技术77-93
• 4.1 像面数字全息显微技术的基本原理77-80
• 4.2 同轴像面数字全息显微技术80-86
• 4.2.1 系统的标定81-84
• 4.2.2 共轭像的消除84-86
• 4.2.3 本节小结86
• 4.3 离轴像面数字全息显微术相位畸变自动补偿86-90
• 4.3.1 全息图的记录86-87
• 4.3.2 离轴像面数字全息显微畸变补偿87-90
• 4.4 本章小结90-91
• 参考文献91-93
• 第五章 数字全息三维成像技术93-107
• 5.1 全息三维显示系统简介94-98
• 5.1.1 数字微镜器件（DMD）94-98
• 5.2 基于计算全息的三维显示技术98-101
• 5.2.1 菲涅耳全息图的生成与计算机再现99-101
• 5.2.2 计算菲涅耳全息图的DMD再现101
• 5.3 基于数字全息的三维显示技术101-105
• 5.3.1 全息图衍射效率提高102-103
• 5.3.2 全息图条纹对比度提高103-105
• 5.3.3 数字全息图的DMD动态显示105
• 5.4 本章小结105-106
• 参考文献106-107
• 第六章 总结与展望107-109
• 6.1 总结107-108
• 6.2 展望108-109
• 攻读博士学位期间取得的科研成果109-111
• 致谢111-112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘晓彦,关旭东,孙卫,翟霞云,韩汝琦;数字微镜器件及其应用[J];光电子技术;1998年02期

2 于瀛洁;李雨浪;郑华东;;数字全息光电再现实像与人的交互[J];光电技术应用;2009年06期

3 朱竹青;孙敏;聂守平;冯少彤;丁鹤平;戴万珍;;基于GPU的数字全息实时再现系统设计及实验研究[J];光电子.激光;2012年02期

4 王华英;张志会;廖微;郭中甲;刘飞飞;;像面数字全息显微中的相位解包裹算法研究[J];光电子.激光;2012年02期

5 于瀛洁;倪萍;周文静;;基于全息图放大的数字全息显微结构测量[J];光学精密工程;2008年05期

6 马建设;夏飞鹏;苏萍;潘龙法;;数字全息三维显示关键技术与系统综述[J];光学精密工程;2012年05期

7 Vijay Raj Singh;Anand Asundi;;In-line digital holography for dynamic metrology of MEMS(Invited Paper)[J];Chinese Optics Letters;2009年12期

8 刘诚,李良钰,李银柱,程笑天,朱健强,姜锦虎;无直透光和共轭像的数字全息[J];光学学报;2002年04期

9 赵建林,谭海蕴;电子学全息干涉术用于温度场测量[J];光学学报;2002年12期

10 黄清龙;刘建岚;;基于光学菲涅耳衍射的“盲数字水印”技术[J];光学学报;2006年08期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张雯;数字全息再现物体研究[D];苏州大学;2009年

  本文关键词：数字全息成像技术应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：253778