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全息术在1948年由盖伯提出,通过干涉记录衍射再现的方法记录和恢复物体的信息。后来由于科学技术的进步利用电荷耦合器件代替传统的全息干板作为记录的媒介,并通过计算机再现物体的像即所谓的数字全息。数字全息发展到现在,已经在物体三维形貌测量,全息显示,显微成像等领域得到广泛应用。然而全息系统中的相干光源的高度相干性会带来较大的相干噪声,限制了其应用。另一方面,使用非相干光源的全息术一直是数字全息研究领域的热点,但非相干光源的短相干长度,又使得非相干全息在很长的时间内得不到很大的发展。 近年来由于各种光电调制器件的发展及其在数字全息中应用,使非相干光的干涉记录变得容易实现。其中基于空间光调制器的菲涅尔非相干相关全息系统具有系统简单,无需扫描等优点,在提出后就成为研究的焦点。其核心是利用空间光调制器将物体每一个物点发出的光波调制成两束相干的子光波从而发生干涉形成子全息图,所有物点的子全息图的非相干叠加就得到物体的非相干全息图。 本论文基于菲涅尔非相干全息原理,就搭建菲涅尔非相干全息系统和提高物体再现像质量进行实验研究,主要内容如下: (1)介绍了菲涅尔非相干数字全息系统全息图的记录和物体再现的基本原理,以及系统关键元件空间光调制器的作用; (2)详细介绍了空间光调制器的相位调制器曲线的线性度和调制范围的校正,以及空间光调制器实现衍射透镜功能时透镜焦距的校正。通过校正,提高空间光调制器的调制精度,保证实验的准确性和可靠性; (3)搭建了菲涅尔非相干全息系统,讨论空间光调制器加载不同相位掩模时物体的再现像质量和系统结构参数的关系,为菲涅尔非相干全息系统的优化和高质量的再现像的获得提供依据; (4)对光源相干性对物体再现像质量的关系进行理论分析和实验验证,为优化菲涅尔非相干全息系统时的光源选取提供参考。