书书书
第
30
卷
第
2
期
光
学
学
报
Vol.30
,
No.2
2010
年
2
月
犃犆犜犃犗犘犜犐犆犃犛犐犖犐犆犃
犉犲犫狉狌犪狉
狔
,
2010
文章编号:
02532239
(
2010
)
02035206
基于双色光照明的单曝光同轴数字全息技术
潘卫清
1
鲁
伟
2
1
浙江科技学院理学院,浙江 杭州
310023
2
中国科学院上海光学与精密机械研究所,上海
( )
201800
摘要
提出了一种基于双色光照明的 单 曝光 同 轴 数 字全 息 技 术。在 红 绿 蓝三 色 中,任选 两 种 波 长的 光 来 照 射物
体,采用彩色
CCD
记录双色同轴全息图,然后经 过三 基 色分 离数 字 处理,可得 到两 幅 不同 波长 的 同轴 全息 图。用
角谱衍射理论对该技术进行了分析,表明在降低物参光振幅比的条件下,通过对同 轴数字 全息 图求自 然对 数,可近
似得到衍射物光及其共轭之和
,其误差与物参光振 幅比 有关。 取两 幅不 同 波长 的同 轴 数字 全息 图,经 自然 对数 处
理后,用传递函数可以很好地重构出物体图像,给出了具体的数字处理算法。用仿 真实验,模拟 了该 技术的 全息 记
录和处理过程,得到重构图像的峰值信噪比(
PSNR
)为
14.2dB
。结果 表明 该方法 可以 去除孪 生 衍射 像干 扰,可以
实现清晰的单曝光同轴全息成像。最后,分析了再现像中噪声产生的原因。该技 术可 用于基 于同 轴全息 的实 时成
像与动态测量。
关键词
数字全息;同轴全息;单曝光;双色光
中图分类号
O436
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
犃犗犛20103002.0352
犇狅狌犫犾犲 犠犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺犗狀犲犛犺狅狋犐狀犔犻狀犲犇犻
犵
犻狋犪犾犎狅犾狅
犵
狉犪
狆
犺
狔
犘犪狀犠犲犻
狇
犻狀
犵
1
犔狌 犠犲犻
2
1
犇犲
狆
犪狉狋犿犲狀狋狅
犳
犘犺
狔
狊犻犮狊
,
犣犺犲
犼
犻犪狀
犵
犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅
犵狔
犝狀犻狏犲狉狊犻狋
狔
,
犎犪狀
犵
狕犺狅狌
,
犣犺犲
犼
犻犪狀
犵
310023
,
犆犺犻狀犪
2
犛犺犪狀
犵
犺犪犻犐狀狊狋犻狋狌狋犲狅
犳
犗
狆
狋犻犮狊犪狀犱犉犻狀犲犕犲犮犺犪狀犻犮狊
,
犆犺犻狀犲狊犲犃犮犪犱犲犿
狔
狅
犳
犛犮犻犲狀犮犲狊
,
犛犺犪狀
犵
犺犪犻
201800
,
( )
犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋
犃狀狅狏犲犾狋犲犮犺狀犻
狇
狌犲狅犳狅狀犲狊犺狅狋犻狀犾犻狀犲犱犻
犵
犻狋犪犾犺狅犾狅
犵
狉犪
狆
犺
狔
犫犪狊犲犱狅狀犱狅狌犫犾犲 狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺犻犾犾狌犿犻狀犪狋犻狅狀 狑犪狊
狆
狉狅
狆
狅狊犲犱.犜狑狅狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺犫犲犪犿狊犻狀犮狅犾狅狉狅犳狉犲犱
,
犵
狉犲犲狀狅狉犫犾狌犲
(
犚犌犅
)
犪狉犲狊犻犿狌犾狋犪狀犲狅狌狊犾
狔
狌狊犲犱狋狅犻犾犾狌犿犻狀犪狋犲狋犺犲
狅犫
犼
犲犮狋犪狀犱
狆
狉狅犱狌犮犲狋犺犲犻狀犾犻狀犲犱犻
犵
犻狋犪犾犺狅犾狅
犵
狉犪犿
(
犇犎
)
.犃犳狋犲狉狉犲犮狅狉犱犻狀
犵
狋犺犲犺狅犾狅
犵
狉犪犿犫
狔
犪犮狅犾狅狉犆犆犇
,
狋狑狅犻狀犾犻狀犲犇犎狊
狉犲犮狅狉犱犲犱狑犻狋犺犱犻犳犳犲狉犲狀狋狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺狊犮犪狀犫犲狅犫狋犪犻狀犲犱犫
狔
狊犲
狆
犪狉犪狋犻狀
犵
狋犺犲犮狅犾狅狉犻犿犪
犵
犲犻狀狋狅犚犌犅犮犺犪狀狀犲犾狊.犜犺犲犪狀
犵
狌犾犪狉
狊
狆
犲犮狋狉狌犿狋犺犲狅狉
狔
狅犳犱犻犳犳狉犪犮狋犻狅狀狑犪狊犪
狆狆
犾犻犲犱犻狀狋犺犲犪狀犪犾
狔
狊犻狊狅犳狋犺犲
狆
狉狅
狆
狅狊犲犱狋犲犮犺狀犻
狇
狌犲.犗狀狑犲犪犽犲狀犻狀
犵
狋犺犲狅犫
犼
犲犮狋狑犪狏犲犻狀
犮狅犿
狆
犪狉犻狊狅狀狋狅 狋犺犲 狉犲犳犲狉犲狀犮犲 狑犪狏犲
,
狋犺犲 狊狌犿犿犪狋犻狅狀 狅犳狋犺犲 犱犻犳犳狉犪犮狋犻狅狀 狅犫
犼
犲犮狋 狑犪狏犲 犪狀犱犻狋狊 犮狅狀
犼
狌
犵
犪狋犻狅狀 犮犪狀 犫犲
犪
狆狆
狉狅狓犻犿犪狋犲犾
狔
狅犫狋犪犻狀犲犱犫
狔
犾狅
犵
犪狉犻狋犺犿犻狕犻狀
犵
狋犺犲犻狀犾犻狀犲犇犎.犜犺犲犪
狆狆
狉狅狓犻犿犪狋犻狀
犵
犲狉狉狅狉犾犻犲狊狅狀狋犺犲狅犫
犼
犲犮狋犪狀犱狉犲犳犲狉犲狀犮犲
狑犪狏犲狉犪狋犻狅.犜犺犲狀狋犺犲狅犫
犼
犲犮狋犻犿犪
犵
犲犮犪狀犫犲狉犲犮狅狀狊狋狉狌犮狋犲犱犳狉狅犿狋犺犲狋狑狅犻狀犾犻狀犲犇犎狊狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺狊犫
狔
犪
狆狆
犾
狔
犻狀
犵
狋犺犲狋狉犪狀狊犳犲狉犳狌狀犮狋犻狅狀.犜犺犲狉犲犮狅狀狊狋狉狌犮狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱狑犪狊
狆
狉犲狊犲狀狋犲犱.犆狅犿
狆
狌狋犲狉狊犻犿狌犾犪狋犻狅狀狊犪狀犱狊犻犿
狆
犾犲犲狓
狆
犲狉犻犿犲狀狋狑犲狉犲
犵
犻狏犲狀狋狅犱犲犿狅狀狊狋狉犪狋犲狋犺犲狋犲犮犺狀犻
狇
狌犲.犜犺犲
狆
犲犪犽狊犻
犵
狀犪犾狀狅犻狊犲狉犪狋犻狅
(
犘犛犖犚
)
狅犳狋犺犲狉犲犮狅狀狊狋狉狌犮狋犲犱犻犿犪
犵
犲犻狊犪犫狅狌狋14.2犱犅.
犠犺犻犮犺狊犺狅狑狊狋犺犻狊犿犲狋犺狅犱犮狅狌犾犱犲狉犪狊犲狋犺犲犻狀狋犲狉犳犲狉犲狀犮犲狅犳狋狑犻狀犱犻犳犳狉犪犮狋犻狅狀犻犿犪
犵
犲.犉犻狀犪犾犾
狔
,
狋犺犲狀狅犻狊犲狊狅狌狉犮犲狊狅犳狋犺犲
狉犲犮狅狀狊狋狉狌犮狋犲犱犻犿犪
犵
犲狊狑犲狉犲狊犻犿
狆
犾
狔
犪狀犪犾
狔
狕犲犱.犜犺犻狊狋犲犮犺狀犻
狇
狌犲犮犪狀犫犲狌狊犲犱犳狅狉狉犲犪犾狋犻犿犲犻犿犪
犵
犻狀
犵
犪狀犱犱
狔
狀犪犿犻犮犿犲犪狊狌狉犻狀
犵
犫犪狊犲犱犻狀犾犻狀犲犱犻
犵
犻狋犪犾犺狅犾狅
犵
狉犪
狆
犺
狔
.
犓犲
狔
狑狅狉犱狊
犱犻
犵
犻狋犪犾犺狅犾狅
犵
狉犪
狆
犺
狔
;
犻狀犾犻狀犲犺狅犾狅
犵
狉犪
狆
犺
狔
;
狅狀犲狊犺狅狋
;
犱狅狌犫犾犲狑犪狏犲犾犲狀
犵
狋犺
收稿日期:
20090409
;收到修改稿日期:
20090512
基金项目:浙江省优秀青年教师(
0202108833
)资助课题。
作者简介:潘卫清(
1976
—),男,博士,副教授,主要从事信息光学和光电测试等方面的研究。
Email
:
p
an
_
wei
q
in
g
@
163.com
1
引
言
数字全息借助光电探测器和数字处理技术可获
取物 光 的 相 位 信 息
[
1
,
2
]
,还 原 物 的 三 维 形 貌
[
3
,
4
]
,提
高光学成像分辨 率
[
5
,
6
]
。数字 全 息技术近 年 来受到
了众多研究者的关 注,其 横向分辨 率 可达亚波 长 量
级,在粒子场测量、显微观测、形变振动 测 量和信息
评论0