【摘 要】
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数字全息是一种用来记录和显示物体三维信息的成像技术,它用光电传感器件代替干板来记录全息图,然后将全息图输入计算机,用计算机模拟光学衍射过程来实现被记录物体的全息再现和处理。制作成本低,成像速度快,记录及再现的可重复性和灵活性是数字全息相比传统光学全息的很大优势。相比计算全息,数字全息更适合运用在工程领域,对现实世界物体的记录有更高的价值,近年来超高分辨率的电子记录器件的发展让数字全息技术受到了越来
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数字全息是一种用来记录和显示物体三维信息的成像技术,它用光电传感器件代替干板来记录全息图,然后将全息图输入计算机,用计算机模拟光学衍射过程来实现被记录物体的全息再现和处理。制作成本低,成像速度快,记录及再现的可重复性和灵活性是数字全息相比传统光学全息的很大优势。相比计算全息,数字全息更适合运用在工程领域,对现实世界物体的记录有更高的价值,近年来超高分辨率的电子记录器件的发展让数字全息技术受到了越来越多的青睐。但是由于数字全息技术中通常选择激光作为光源,因激光的高相干性,使光波照在物体上的反射光发生一系列的相干叠加,导致记录的全息图上会产生不规则的颗粒状噪声,这种类型的噪声将其定义为散斑噪声。噪声的引入致使重建像的质量远远低于非相干技术得到的质量。针对噪声问题,本文通过消除直流光和共轭光的干扰和基于退相干的方法有效的对散斑噪声进行了抑制,使重建图像的质量得到了增强。本文的主要创新点如下:1.提出了在离轴数字全息光路的物光光路中采用三个波片,一个1/2波片及两个1/4波片组合实现任意偏振态,先通过光学方法将参考光与物光的相干度降低,抑制全息图的散斑噪声,其次将各互相独立统计的散斑噪声全息图进行叠加,平均化全息图中的散斑噪声,进一步降低散斑噪声的影响,以此来达到提升重建像质量的增强。2.提出了采用液晶波片实现随机相位延迟。由于液晶的双折射特性,通过电压控制即可改变光的相位延迟量,采用任意一次相移原理即可得到消除直流的全息图,再通过频域滤波的方法消去共轭项的影响,以此来提升重建像的质量,此方法不需要机械移动,一定程度上提升了系统的稳定性。3.在任意偏振态法有效提升图像质量的情况下提出了空域与时域退偏降低相干度的方法,这两种方案比任意偏振态方案更加稳定和省时。空域退偏采用了石英楔形退偏器将物光光路中的线偏振态一步退偏,达到了降低相干度的目的,且根据通过退偏的光斑半径可以控制退偏的程度。时域退偏采用两个1/4波片和一个液晶波片组合实现退偏,通过扫频信号输出到液晶上,使其产生连续的相位延迟变化,最后出射的物光产生连续的偏振态变化,得到不同干涉程度的全息图,经过CMOS的记录平均,可以有效地降低全息图的散斑噪声。两者都有效的提升了再现像的图像质量。
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