運用數(shù)字全息顯示物體-文庫吧在線文庫
【正文】 邊帶，并且可以彼此分開。在此期間，各種不同的全息方法相繼提出，如各種彩色全息術(shù)、虹全息以及白光再現(xiàn)合成全息等。接著，利用傅里葉變換或者菲涅耳衍射公式的變換，對數(shù)字全息圖進行數(shù)值再現(xiàn)，即用計算機模擬光學全息圖的再現(xiàn)過程，獲得光場的復(fù)振幅分布，在計算機屏幕上顯示出強度分布和相位分布，從而得到物體的再現(xiàn)像。數(shù)字全息圖以數(shù)據(jù)的形式保存在計算機中，可方便的進行存儲、復(fù)制和傳輸，大大增強了全息圖的可移植性。（3）數(shù)字全息顯微[7]：數(shù)字全息技術(shù)特別適合顯微成像和測量，目前，在數(shù)字全息顯微方面的研究很多。實際上物光所帶的物體信息是由光波的振幅（光強度）和相位兩個方面組成的。在全息圖上建立xy坐標，則 所以光波在底片上的復(fù)振幅分布為： （23）其中為振幅,為相位。將(26)式代入(27)式，則 （28） （28）式中，,，如果參考光波是平面波，表示均勻的偏置透過率。包含了物光波信息，包含了物光波的共軛信息。所謂同軸全息圖，即物光波與參考光波處于同一軸上。而這四項分量都在同一方向傳播，其中直接透射光波大大降低了像的襯度，且虛像和實像相距，構(gòu)成不可分離的孿生像。準直光束一部分直接照射振幅透過率物體，另一部分經(jīng)物體之上的棱鏡P偏折，以傾角透射到全息干板上。全息記錄平面和再現(xiàn)像平面到全息圖平面的距離分別為和。像素的尺寸范圍通常在幾微米到十幾微米之間。一般情況下，CCD靶面的像素間隔不到單個像素尺寸的1%，因此，可忽略CCD像素之間的間隔，即，則，上式可變?yōu)椋? (218)若再不考慮CCD象元在采樣過程中的積分效應(yīng)，則CCD靶面上干涉條紋的強度分布為： (219)CCD記錄的干涉光強由數(shù)據(jù)采集卡采集并量化后送到計算機中保存起來，其結(jié)果是一個數(shù)值矩陣，稱為數(shù)字全息圖。作為電磁波，光的傳播需要應(yīng)用衍射理論才能準確說明。用于參考光波相同的重現(xiàn)光波照明全息圖時，全息圖后的光場分布為。由于現(xiàn)有的CCD分辨率比較低，因此只有盡可能地減小參考光和物光之間的夾角，才能保證攜帶物體信息的物光中的振幅和相位信息被全息圖完整地記錄下來。 數(shù)字全息實驗光路、為全反鏡，為分束鏡，、為擴束透鏡，、為準直透鏡，BS是分光棱鏡。得到的全息圖也都有干擾，我們可以用相移技術(shù)，頻域濾波法等方法去除零級像，再用雙線性插值，中值濾波等方法來減弱再現(xiàn)像的散斑噪聲，這樣得到的再現(xiàn)像就比較清晰。這是其一，其二是計算機的圖象處理功能也很強大了，要把一幅全息圖用計算機模擬再現(xiàn)出來也不是一件難事，這樣一來，數(shù)字全息的發(fā)展將會很有優(yōu)勢，會很快的發(fā)展起來。光學全息[M]，機械工業(yè)出版社，1981?；A(chǔ)物理學（下冊），蘇州大學出版社，2003，7274。數(shù)字全息術(shù)及其在粒子場測試中的研究進展。[12] 梁柳娟。其次要感謝周皓老師，在實驗與論文寫作過程，多次得到了他的幫助。數(shù)字全息技術(shù)研究。上海交通大學圖象處理與模式識別研究所 200030。[7] 高本利，顧濟華，周皓，張雯。[4] 劉 誠，李良鈺，李銀柱等。隨著CCD技術(shù)的不斷提高和研究者們不斷地尋找新的數(shù)字重建方法，重建的原始像會更清晰，數(shù)字全息技術(shù)在國內(nèi)會得到更快的發(fā)展，其優(yōu)點將會在應(yīng)用中得到進一步的體現(xiàn)。當然，目前的全息技術(shù)也有著局限性，它對環(huán)境與光源的要求非常高，導(dǎo)致它只能在實驗室等少數(shù)地方使用。HeNe激光經(jīng)過后被分為兩束光：一束光準直之后經(jīng)反射照射到上，再經(jīng)過BS照射到CCD靶面上；另一束光由反射到上，再照射到物體上，再經(jīng)BS反射后也照射到CCD靶面上，形成全息記錄光路。與傳統(tǒng)全息記錄材料相比，一方面，由于記錄數(shù)字全息的CCD耙面尺寸小，僅適應(yīng)于小物體的記錄。但是，由于CCD的分辨率比全息干板等傳統(tǒng)記錄介質(zhì)的分辨率低得多，而且CCD的耙面面積很小，因此數(shù)字全息的記錄條件不容易滿足，記錄結(jié)構(gòu)的考慮也有別于傳統(tǒng)全息。隨著傳播距離的增加，衍射圖樣與孔的不相似性逐漸增加，這個區(qū)域稱為菲涅爾衍射區(qū)，或者稱為近場衍射(相對于夫瑯和費衍射，亦即遠場衍射)。第三項包含了物光波信息，是級像。另外，CCD還存在著散粒噪聲、轉(zhuǎn)移噪聲和熱噪聲等問題，所以在實驗和數(shù)據(jù)處理過程中，也需要考慮這些因素，以減少其對實驗結(jié)果帶來的負面影響。單位面積的像素數(shù)目亦即像素密度決定了所拍攝圖像的分辨率。(b)所示。這一假定極大地限制了同軸全息術(shù)的應(yīng)用范圍。若用一平面光波垂直照射全息圖，則衍射光場在210式的四項分量中，第一項是透過全息圖的受到均勻衰減的平面波。只有當照明光波和參考光波都是正入射的平面波時，和的系數(shù)都是實數(shù)，全息圖衍射場中的級光波才嚴格地鏡像對稱。因此，再現(xiàn)就是一個衍射過程。參考光波的作用正好是完成了物光波波前的位相分布轉(zhuǎn)換成干涉條紋的強度分布的任務(wù)。參考光與物光相干疊加，在感光板上形成干涉條紋，其光強的分布不僅取決于振幅，而且取決于相位差，這張記錄有干涉圖樣的底片就是一張全息圖。而數(shù)字全息進行粒子場測試則是利用快速傅里葉變換(FFT)或卷積運算得到粒子場的數(shù)字再現(xiàn)，通過數(shù)字聚焦，可以得到粒子場在不同焦平面上的分布。另外，由于CCD的靶面有限，影響了被記錄物體的大小、再現(xiàn)像的景深以及再現(xiàn)像的清晰程度。數(shù)字全息的再現(xiàn)過程用計算機處理，縮短了再現(xiàn)周期，可以快速、實時的進行獲取和處理。1994年，U. Schnars 和W. Juptner利用CCD直接記錄并用計算機數(shù)字再現(xiàn)菲涅耳全息圖。人們應(yīng)用這個原理，用離軸的參考光與物光干涉形成全息圖。這一時期的全息圖被稱為第一代全息圖，標志著全息術(shù)的萌芽。蘇州大學本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）目錄摘要 1 Abstract 2 第一章 緒論 3 3
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