数字全息成像与测距的研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chrong
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上世纪四十年代后期,为了提高显微镜的分辨率,英国的盖伯(D.Gabor)在研究过程中提出了全息的思想。随着激光技术和计算机技术的迅速发展以及全息理论的不断完善,全息术及其应用有了很大的发展。随着电荷耦合器件CCD(或CMOS)的发展,数字全息术进入一个迅猛的阶段,应用领域也越来越广泛。   本文的工作针对数字全息术的成像问题进行了一些研究。在进行实验的过程中发现,由于拍摄物体与CCD光敏面尺寸大小的匹配,菲涅耳积分近似条件的限制,采样定理的条件限制等问题,对全息的光路要求很高,其中最重要的就是物光和参考光的夹角必须要在一定的范围内。本文理论计算出物光和参考光的夹角所满足的取值范围,再通过实验拍摄得到物体的全息像,通过MATLAB程序对其进行数字再现,得到理想的全息像:鉴于目前提高数字全息的分辨率是一个前沿问题,本文提出一种提高数字全息分辨率而改进CCD探测的新方法,还提出一种运用数字全息图进行长度距离的测量新思路,可以较为准确地解决数字全息实验光路的搭建,还提供了一种新的测量距离的方法。   全文安排如下:   第1章全息技术的发展及数学基础:介绍全息术发展的概况、特点、应用,对数字全息所用的傅里叶变换及数字再现的方法加以介绍,为本文的实验和理论铺垫理论基础;   第2章数字全息术成像研究:通过对静物的干版全息拍照、圆形瓶中的睹喱水中气泡的全息拍照等实验,发现实验中光路、CCD探测精度的相关问题,从理论和实践两个角度分别论证了全息实验所需要条件,修正后重新实验,得出了比较理想的结果;提出一种解决全息探测中提高CCD分辨率的新思维模式。   第3章利用数字全息术测距:利用实验得到的数字全息图再现像,对实验过程中拍摄物体与CCD光敏面的距离进行了还原测试。按照一个距离对应一个全息像的规律,由全息像的清晰度得到所对应的距离值,从而提出利用数字全息术测量距离的方法。   第4章结论与展望。
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