象平面全息术在全息显微镜中的应用

论述利用象平面全息术制作的全息显微镜消除斑纹效应同时保持象分辨率的原理,讨论了保持象分辨率的条件,给出消除斑纹效应以及白光重现的实验结果.     

象散光学系统的象平面全息术

从理论上分析了象散光学系统产生象平面全息图的可能性,并在实验上得到证实。采用这种技术摄制的全息图,在白光点源照明下再现,可获得有一定深度的无畸变的黑白色全息象。     

旋转光楔多重一步彩虹全息术

根据旋转光楔多重全息术和一步彩虹全息术基本原理,讨论了采用旋转光楔实现多重一步彩虹全息术的原理,进而用He-Ne激光光源,获得了在同一块干版上记录的多个彩虹全息图,并可在白光下同时再现的多重一步彩虹全息像.理论分析和实验结果基本吻合.结果表明,该技术简单易行,有广泛的应用价值.     

一种利用象散改进的白光重现全息术

K．Bazargan等在1980年提出利用控制第一个全息图重现象的象散量来使得第二个全息图的白光重现象成在全息图的后方的方法。     

用红光增感的重铬酸明胶记录李普曼全息图

彩色立体显示的一个重要途径就是用李普曼全息术记录彩色全息图，用白光进行再现。但目前已用来记录李普曼彩色全息图的材料还基本上限于银盐照相乳剂，这种材料虽然灵敏度较高，但噪音及衍射效率均大大劣于重铬酸盐明胶，因此象质和亮度均大大逊于后者。     

旋转光楔周视多重彩虹全息术

根据 36 0°多重全息术和一步彩虹全息术基本原理 ,采用同步旋转光楔和物体的方法实现周视多重彩虹全息 ,用 He- Ne激光光源 ,获得了在同一块干板上记录的、能在白光下同时再现的周视多重彩虹全息图。理论分析和实验结果基本吻合     

显示用全息图

彩虹全息图是一种成象全息图。它可以牺牲垂直视差,用白光再现景深大的象。由于被光谱分光的彩虹重迭在再现象上面,故称彩虹全息图。     

液体中激光感应击穿的高速全息术

用高速全息术研究了红宝石激光感应击穿的现象。使用全息术代替一般摄影术的优点在于能容易抑制击穿过程中发出的明亮的白光。这种白光在全息照相底片上构成一个非相干的背景，并且不在记录景色的重现象上再现。     

光纤象面全息照相的研究

本文推导出光纤象面全息照相的理论公式,对成象系统的象面全息图就是菲涅耳全息图做了论证,并拍摄出光纤象面全息图,对光纤全息图的衍射效率进行了理论和实验研究,提出了提高光纤全息术衍射效率的方法。     

用光纤元件制作全息图的研究

光纤全息术可用来拍摄远离全息实验台的物体或不易观察到的物内腔的全息图,本文研究了二次曝光实验和增设传象束后拍摄象面全息图的方法。     

利用传统全息片实现合成孔径数字全息的研究

分析了传统全息片的微观结构,介绍了细光束成像和合成孔径数字全息记录、再现的基本原理,研究了利用传统方法拍摄的散射物体透射式、振幅型全息片实现合成孔径数字全息的方法,给出了实验结果。理论分析和实验结果表明,利用传统透射式、振幅型全息片,通过光学显微镜放大制作子数字全息图和合成孔径数字全息图,经计算机处理是可以得到完整再现像的,其性质与细激光束照射成像一致。用子全息图再现像的复振幅叠加方法和采用子全息图再现像的强度叠加方法均可实现合成孔径数字全息图的再现,且强度叠加方法的视觉效果要好些,但它们对缩小再现像中散斑的尺寸没有帮助。用子全息图拼接成的合成孔径全息图得到的再现像效果最好,可以缩小再现像中散斑的尺寸,信噪比、分辨率均有提高。要得到更好的再现像,需要用更多的子数字全息图拼接成尺寸更大的合成孔径数字全息图。     

压缩感知相移数字全息术

相移数字全息图用传统数字再现可以消除零级像与共轭像,但数字全息术记录的全息图及数字再现像的分辨率被CCD的分辨率所限制.将新兴的压缩感知算法用于数字全息图的稀疏重建,以实现由部分全息图数据得到高分辨率再现像.分析了压缩感知用于重建数字相移全息图的原理,并利用该算法对计算机模拟的相移全息图进行了重建.结果表明,压缩感知算法能够对数字全息图稀疏重建,利用50％的部分全息图数据重建出了较高质量的再现像,并消除了零级像和共轭像.当选用合适的观测器如数字微反射镜器件或随机位相片实现随机观测矩阵时,可以实现单像素成像,从而突破记录全息图CCD分辨率的限制.     

数字像面全息显微技术的降噪方法

数字像面全息显微技术中,记录过程引入的噪声限制了轴向测量的精度和可靠性。目前对于抑噪方法的研究,主要针对高频噪声。因此提出了一种针对数字像面全息显微技术的降噪方法,不仅抑制高频噪声,对噪声的低频部分也有抑制作用,提高重构相位的信噪比。这种降噪方法对数字像面全息显微图进行优化,实现途径为利用二维经验模态分解中,第一层本征模态函数与全息图干涉条纹灰度信息契合的特点,提取第一层本征模态函数实现优化。应用优化后的像面全息图,实现重构,求解相位,测量样本表面形貌。应用优化方法对标准纳米台阶的表面形貌进行测量,对比并分析优化前后全息图的频谱以及测量的高度图,证明优化方法在保证对微结构表面形貌实现可靠测量的基础上,降低了数字像面全息显微技术的重构相位噪声。     

合成孔径数字全息的记录、再现及实现

介绍了合成孔径数字全息记录和再现的基本原理，提出了相应的实现方法和技术方案。特别对合成孔径数字全息再现中的两类方法：用单参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加，以及用多参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加方法进行了详细理论分析和实验研究。结果表明，合成孔径技术是一种提高数字全息再现像的分辨率的有效方法。与传统的子全息图直接拼接的合成孔径数字全息再现方法相比，用子数字全息图再现光场复振幅叠加或强度叠加两种再现方法均可实现合成孔径数字全息的再现，并可显著提高再现像的分辨率，但强度叠加方法的记录和再现难度远小于前者。在实际中可以根据解决问题的要求和子数字全息图的记录情况选用。     

Multifocus Holographic 3-D Image Fusion Using Independent Component Analysis

We present multifocus holographic 3-D image fusion based on independent component analysis (ICA). In this paper, the ICA technique is used to fuse multiple reconstructed holographic images at different distances from the image sensor. A hologram of two dice located at distances of 315 and 345 mm, respectively, from the sensor is recorded using phase-shifting digital holography and used in our experiments. The resulting reconstructed fused holographic image shows both dice objects clearly in focus. This is compared with a single reconstructed holographic image in which only one of the die objects is in focus at a particular reconstruction distance.     

基于U＿net网络的单幅全息图重建方法研究

全息重建方法是全息成像技术和全息术的一个核心部分。本文提出了一种基于U_net网络的单幅全息图重建方法。首先使用基于马赫-增德尔干涉仪的光路结构全息实验成像系统记录全息图,将得到的全息图作为训练集,然后采用训练集对U_net网络进行训练,在经过训练后得到全息图的数学模型,用该数学模型便可以对全息图进行重建。仿真和实验结果表明,基于U_net网络的单幅全息图重建方法计算速度更快还只需要更少的测量数据,并且仅使用单幅全息图就可以重建图像,且重建图像没有直流项和孪生项的干扰。     

离轴数字全息零级像和共轭像的消除方法

为了提高离轴数字全息图的再现像质量,提出了一种消除离轴数字全息零级像和共轭像的方法。该方法通过对参考光进行一次π相移、记录两幅全息图,对两幅全息图作差后进行傅里叶变换,结合频谱滤波的方法用矩形窗函数从中滤出包含有物光波频率成分的频谱,然后对其进行数字再现。结果表明,在零级像和±1级像有重叠的情况下,该方法能有效地消除零级像和共轭像的干扰,有效提高再现像质量。     

A modified aperture-synthesis method for super-resolution by a single digital hologram

A modified aperture-synthesis method is reported to improve the resolution of a reconstructed image in digital holography by a single hologram. A series of sub-holograms incoherently overlapped on a CCD are recorded as a single aperture-synthesized digital hologram. The angular division multiplexing is introduced to both the object and the reference path for holographic recording. The final super-resolved image is obtained by synthesizing the several reconstructed images. In the experiment, a two-dimensional transparent USAF resolution test target is used. The result demonstrates that the resolution of the reconstructed image is improved from 16.00 lp/mm to 22.64 lp/mm in the horizontal direction.     

基于空间光调制器的一步相移同轴数字全息

提出了一种基于空间光调制器的一步相移同轴数字全息术,该技术利用空间光调制器相位调制特性一步实现参考光四种相位延迟,获取含有四种相移信息的单幅复合数字全息图。数值模拟和预研实验表明,复合数字全息图经过插值和再现运算后,再现物波中的零级和共轭像被有效地去除,再现图像清晰。相比于时间相移全息术仅能研究静态物体的局限性,基于空间光调制器的一步相移数字全息术可用于实时记录和表征物体动态变化特性,在生物细胞活体观测、粒子场动态测量等领域有着广泛的应用前景和研究价值。