【正文】 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。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)。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，另一個(gè)是光源的相干性太差。這一時(shí)期的全息圖被稱為第一代全息圖，標(biāo)志著全息術(shù)的萌芽。1994年，U. Schnars 和W. Juptner利用CCD直接記錄并用計(jì)算機(jī)數(shù)字再現(xiàn)菲涅耳全息圖。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。參考光與物光相干疊加，在感光板上形成干涉條紋，其光強(qiáng)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。因此，再現(xiàn)就是一個(gè)衍射過(guò)程。若用一平面光波垂直照射全息圖，則衍射光場(chǎng)在210式的四項(xiàng)分量中，第一項(xiàng)是透過(guò)全息圖的受到均勻衰減的平面波。(b)所示。另外，CCD還存在著散粒噪聲、轉(zhuǎn)移噪聲和熱噪聲等問(wèn)題，所以在實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，也需要考慮這些因素，以減少其對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果帶來(lái)的負(fù)面影響。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(gè)區(qū)域稱為菲涅爾衍射區(qū)，或者稱為近場(chǎng)衍射(相對(duì)于夫瑯和費(fèi)衍射，亦即遠(yuǎn)場(chǎng)衍射)。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。當(dāng)然，目前的全息技術(shù)也有著局限性，它對(duì)環(huán)境與光源的要求非常高，導(dǎo)致它只能在實(shí)驗(yàn)室等少數(shù)地方使用。[4] 劉 誠(chéng)，李良鈺，李銀柱等。上海交通大學(xué)圖象處理與模式識(shí)別研究所　200030。其次要感謝周皓老師，在實(shí)驗(yàn)與論文寫作過(guò)程，多次得到了他的幫助。數(shù)字全息術(shù)及其在粒子場(chǎng)測(cè)試中的研究進(jìn)展。光學(xué)全息[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，1981。得到的全息圖也都有干擾，我們可以用相移技術(shù)，頻域?yàn)V波法等方法去除零級(jí)像，再用雙線性插值，中值濾波等方法來(lái)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。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(lái)。作為電磁波，光的傳播需要應(yīng)用衍射理論才能準(zhǔn)確說(shuō)明。像素的尺寸范圍通常在幾微米到十幾微米之間。準(zhǔn)直光束一部分直接照射振幅透過(guò)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。所謂同軸全息圖，即物光波與參考光波處于同一軸上。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(guò)率。實(shí)際上物光所帶的物體信息是由光波的振幅（光強(qiáng)度）和相位兩個(gè)方面組成的。數(shù)字全息圖以數(shù)據(jù)的形式保存在計(jì)算機(jī)中，可方便的進(jìn)行存儲(chǔ)、復(fù)制和傳輸，大大增強(qiáng)了全息圖的可移植性。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。關(guān)鍵詞：信息光學(xué)；光學(xué)全息；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。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。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。（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。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)。下面，利用不同的再現(xiàn)光波進(jìn)行波前重建。當(dāng)對(duì)實(shí)像聚焦時(shí)，總是伴隨一離焦的虛像。就是物體至CCD靶面的距離。設(shè)再現(xiàn)光波的復(fù)振幅為，則其離散形式為： (220)用該再現(xiàn)光波再現(xiàn)數(shù)字全息圖后，其透射光波場(chǎng)可表示為：