数字全息是当前全息术研究的一个热点。它用电荷耦合器件CCD代替普通全息记录材料来记录全息图,用计算机数字处理和显示技术取代光学衍射来完成物体的重现,实现了全息图的记录、存储和重现过程的数字化。与传统的光学全息相比,数字全息可以消除噪声以及记录过程中底片非线性等因素的影响,整个过程简单,有利于进行定量分析和测量;并且便于图像的数字化储存和实时处理,有利于全息术更广泛的应用。 本论文从理论分析、计算机仿真和实验三个方面对数字全息技术进行了初步的研究,主要完成了以下工作: 首先,介绍了传统的光学全息术和数字全息技术的基本原理,以离轴菲涅耳全息为例对数字全息的记录条件、数值重现算法、以及相关的数字图像处理方法进行了详尽的理论分析。 其次,完成了数字全息记录及重现程序的编写。对平面物体和理想三维物体的全息图记录和重现过程进行计算机仿真,制作了离轴全息图,并对全息图进行了数值重现。为了消除重现像中的零级亮斑以及共轭像,采用数字相减法和频谱滤波法对全息图进行了处理。 最后,本文从光学全息实验入手,针对作为全息图记录介质的CCD分辨率(目前远赶不上全息干板),合理地分析了实验条件,完成了应用CCD记录离轴菲涅耳数字全息图的实验设计。利用数值重现程序成功地重现出了物体的像,并用数字相减法和频谱滤波法对全息图进行处理,很大程度上降低了零级亮斑和共轭像对重现像的不良影响,改善了重现效果。本文还对实验结果进行了量化分析,测量结果验证了理论分析和实验方法的正确性。 本论文有机地结合了数字全息技术和光学全息技术,探讨了数字全息的记录条件和数值重现算法,完成了数字全息技术研究中的基础性工作。论文所做的理论分析、计算机仿真和实验为今后数字全息技术进一步的深入研究提供了有益的帮助和借鉴。