運(yùn)用數(shù)字全息顯示物體-wenkub
2023-07-04 05:13:37 本頁(yè)面
【正文】 ；數(shù)字全息AbstractDigital photosensitive electronic element is used in digital holography, such as CCD and CMOS camera. It records holograms in these instruments instead of silver holographic plate in traditional optical holography. The object is reconstructed exactly by the puter, which is used to simulate the reconstruction process of optical hologram.This paper starts with the theory of optical holography. It illustrates the basic principles of optical holography and digital holography. Making experiments about twodimensional transparent objects and theredimensional objects.Keywords: information optics。蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）目錄摘要 1 Abstract 2 第一章 緒論 3 3 3 4 第二章 全息技術(shù)的基本理論 6 6 6 7 9 10 11 12 12 14 14 14 15 15 第三章 數(shù)字全息實(shí)驗(yàn)研究 16 16 17 19 22 第四章 總結(jié)與展望 23 參考文獻(xiàn) 24 致謝 25 25 摘要數(shù)字全息是利用CCD、CMOS攝像機(jī)等數(shù)字光敏電子元件來(lái)代替普通光學(xué)全息中的銀鹽干板記錄全息圖，用計(jì)算機(jī)模擬光學(xué)全息再現(xiàn)過(guò)程將物體準(zhǔn)確的再現(xiàn)出來(lái)。 optical holography。第一代全息圖存在兩個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題，一個(gè)是再現(xiàn)的原始像和共軛像分不開(kāi)，另一個(gè)是光源的相干性太差。從光學(xué)的觀點(diǎn)看，如果使物體衍射的光波與一個(gè)離軸的（而不是蓋伯那種同軸的）參考光波相干，則所形成的全息圖就相當(dāng)于是一種光柵結(jié)構(gòu)的形式。這就是離軸全息術(shù)，這是全息術(shù)發(fā)展的第二階段。1967年，、計(jì)算機(jī)技術(shù)和光電成像技術(shù)結(jié)合起來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)全息圖的記錄與再現(xiàn)，這就是數(shù)字全息技術(shù)的思想[2]。其實(shí)，數(shù)字全息與光學(xué)全息不一樣的地方，就是數(shù)字全息利用如CCD、CMOS攝像機(jī)等數(shù)字光敏電子元件來(lái)代替普通光學(xué)全息中的銀鹽干板來(lái)記錄全息圖，用計(jì)算機(jī)模擬光學(xué)全息再現(xiàn)過(guò)程使物體準(zhǔn)確的再現(xiàn)出來(lái)。由于數(shù)字全息圖的記錄過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生圖像畸變，為了得到更好的再現(xiàn)結(jié)果，一般情況下，在對(duì)數(shù)字全息圖進(jìn)行計(jì)算機(jī)再現(xiàn)之前會(huì)對(duì)圖像的畸變進(jìn)行補(bǔ)償消除，如圖像幾何變形、光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換的非線性、隨機(jī)噪聲，包括調(diào)整全息圖條紋的對(duì)比度。數(shù)字再現(xiàn)全息圖得到的是物光場(chǎng)的復(fù)振幅分布，可以定量的得到被記錄物體再現(xiàn)像的振幅和相位信息，從而實(shí)現(xiàn)了各種復(fù)振幅的運(yùn)算和操作，可以方便的進(jìn)行多種測(cè)量。以上這些，在傳統(tǒng)的光學(xué)全息中基本上都是很難做到的，而數(shù)字全息卻能在很短的時(shí)間內(nèi)完成，說(shuō)明了數(shù)字全息有很強(qiáng)的實(shí)用性。近些年來(lái)，由于CCD的分辨率越來(lái)越高，對(duì)數(shù)字全息理論方面的研究以及去除再現(xiàn)像的散斑噪聲的研究越來(lái)越多，數(shù)字全息的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，主要應(yīng)用涉及以下幾個(gè)方面：（1）數(shù)字全息干涉度量學(xué)：記錄物體變化前后的數(shù)字全息圖，利用數(shù)字全息技術(shù)再現(xiàn)物體變化前后的光場(chǎng)復(fù)振幅分布，通過(guò)計(jì)算變化前后的相位差，就可以得到物體的變化信息。（4）數(shù)字全息防偽加密技術(shù)[9]：利用數(shù)字全息對(duì)圖像進(jìn)行加密和解密，提高了印刷品的防偽能力。（6）相移數(shù)字全息：在數(shù)字全息記錄過(guò)程中拍攝多幅數(shù)字全息圖，采用相移技術(shù)算法，對(duì)多幅數(shù)字全息圖進(jìn)行運(yùn)算，可以消除零級(jí)像和共軛像。普通照相只能記錄物體的光波振幅，但全息照相可以同時(shí)記錄光波的振幅與相位。用眼睛直接觀察全息圖，它只是一張灰蒙蒙的片子，沒(méi)有任何被照物體的任何形象。所以物光波復(fù)振幅函數(shù)為： (24)參考光波復(fù)振幅函數(shù)為： (25)所以總光強(qiáng)為： （26）（26）式中的前兩項(xiàng)是物光和參考光的強(qiáng)度分布，基本上是常數(shù)，作為偏置項(xiàng)，僅與振幅有關(guān)，與相位無(wú)關(guān)。最常用的作為全息記錄感光材料的是由細(xì)微粒鹵化銀乳膠涂敷的超微粒干板，即全息干板。為了觀察所記錄的物體圖像，需要相干的再現(xiàn)光波照射全息圖。用一束復(fù)振幅分布為的相干光波照射全息圖，則透過(guò)全息圖的光場(chǎng)為： （29） (210) 由(210)可以看出，中系數(shù)，這兩項(xiàng)均為常數(shù)，它們的作用僅僅改變?cè)佻F(xiàn)光波C的振幅，不能改變的相位。下面，利用不同的再現(xiàn)光波進(jìn)行波前重建。 用原參考光波再現(xiàn)2. 用原參考光波的共軛光波進(jìn)行再現(xiàn)，即，則此時(shí) (213) (214)這時(shí)，再現(xiàn)原始物體的虛像由于受到的調(diào)制，虛像會(huì)變形，產(chǎn)生畸變。(
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