远距离全息成像：波前校正与散斑噪声抑制提升成像质量

本文主要探讨了在远距离数字全息成像过程中遇到的关键问题——波前畸变和散斑噪声对成像质量的影响。波前畸变源于光学系统的非理想性，它可能导致图像失真和分辨率降低，而散斑噪声则是由于干涉图案的随机性，使得成像画面出现不均匀的亮点或暗点，影响图像的清晰度。为了改善这种状况，研究者们采用了两种主要的技术手段。 首先，实验研究了基于图像指标优化的波前校正技术。这种方法利用梯度下降算法，以图像清晰度作为优化目标，对系统自身的像差进行校正。通过调整光学系统的参数，如透镜、光路等，使光线在传播过程中的波前趋于平滑，从而减少畸变的影响。结果显示，这种技术对于消除波前畸变非常有效，显著提高了数字全息成像的分辨率。 其次，针对散斑噪声，研究人员采用了基于孔径分割的多帧图像平均策略。通过对多个不同帧的图像进行处理，这些帧中散斑噪声的分布特性不同，通过孔径分割将它们分开并进行平均，可以一定程度上抵消噪声的影响。这种方法虽然不能完全消除噪声，但能明显提升成像质量，减少随机斑点的干扰。 这篇文章提供了一种实用的方法来改善远距离数字全息成像的质量，通过结合图像清晰度优化的波前校正技术和多帧图像平均散斑噪声抑制，可以在实际应用中实现更精确、更清晰的全息成像，这对于远程通信、光学存储、虚拟现实等领域具有重要的理论和实践意义。全息、畸变校正、指标优化和散斑噪声抑制这些核心概念在本文中得到了深入的应用和验证，展示了在光学成像技术中的关键作用。