相移数字全息术.ppt

王旭辉
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相移数字全息术
目录
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数字全息术
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数字全息中的数字图像处理技术
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相移数字全息术
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相移数字全息实验结果与分析
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1,数字全息术
数字全息技术实现了全息图记录、存储、处理、重现和显示等全过程的数字化。
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图1-1,数字全息术
,与传统全息术的区别
1,D来代替普通照相干版记录全息图,并将所记录全息图存处于计算机内部,使得被一记录光强数字化;
2,数字全息术的再现过程以标量衍射理论为理论基础,运用数字计算方式代替光学衍射的物理过程,D所记录的数字全息图进行处理。
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图1-1,数字全息术

要想由记录的数字全息图完好的再现物光,D的空间频率之间关系满足奈奎斯抽样定理,D的空间频率必须是全息图表面光波的空间频率的两倍以上,D记录的全息图才能包含物光的所有信息,D的分辨率提出了一定的要求。
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D的分辨率(约100线/mm)通常比传统的记录介质的分辨率低一个数量级,D的分辨率是数字全息术的制约因素之一。

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D面元的大小△D的分辨率)来决定,而全息图表面上的光波的最大空间频率fmax则取决于波长和物光与参考光之间的最大夹角αmax。
由采样定理
则
所以
(1-1)
(1-2)
(1-3)
(1-4)

可见在波长λ一定之时,参考光和物光之间的最大夹角αmax的大小取决于分辨率的大小,D分辨率的限制,参考光与物光的记录角范围将会很小。
只有在数字全息术的记录过程中尽可能减小参考光和物光之间的夹角,才能保证携带物体三维信息的物光中的振幅和相位信息被全息图完整记录下来。所以为了得到完整的再现像,在数字全息术中同轴记录方式是其首选记录方式。
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,同轴数字全息术的缺陷
当对采用同轴记录方式记录所得的数字全息图进行再现时,所得结果除原始像外,零级衍射像和共轭像也会同时在屏幕上出现,且扩展范围很宽,二者的存在对原始像的质量造成很大影响,特别是零级衍射像,由于占据了大部分能量而在屏幕的当中形成一个又大又亮的亮斑,造成当再现像在屏幕显示时原始像暗淡、亮度相对较低致使细节难以分辨,所以在再现过程中有必要将其去除。
如果能将零级衍射像和共扼像去除,数字全息术的再现像的质量将会大幅度提高,其应用范围也会相应扩大。
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2,数字全息中的数字图像处理技术
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数字相减法
相移法
全息图减平均值法
,数字相减法
数字相减法是指用全息图的强度分别减去参考光的强度和物光强度的操作。
其基本过程是:D摄像机记录下数字全息图的强度分布I,同时把其离散化的数据输入计算机存储;然后保持光路不变,分别挡住参考光和物光,D记录它们的光强分布I0和Ir,并分别输入计算机存储。
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