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首页数字全息与剪切干涉结合的光场相位重构技术
"用单幅数字全息和剪切干涉原理重构光场相位" 本文主要探讨了将剪切干涉技术与数字全息相结合,用于重构光场相位的方法。全息干涉计量和剪切干涉计量是光学测量中的两种重要技术,通常被视为独立发展的领域。数字全息技术能够将光场信息以数字化的形式再现,而剪切干涉则是通过将光场进行一定程度的剪切后,再让其相互干涉来获取相位信息。 作者提出了一种创新的策略,即将剪切干涉的原理应用于数字全息的光场重构过程中。具体做法是通过人为地对数字全息再现的光场进行平移,实现剪切干涉,从而得到一个几乎没有包裹的剪切相位分布。这种分布对于相位的计算更加有利,减少了计算的复杂性和误差。 基于理论分析,文章还介绍了一种基于最小二乘原理的相位重构算法。最小二乘法是一种优化方法,常用于拟合数据点,寻找最佳拟合曲线或平面,以此来估算未知参数。在这里,它被用来更准确地重建相位信息。 通过模拟计算和实际实验,作者验证了这种方法的可行性和有效性。实验结果显示,利用该方法重构的相位与实际实验值更为接近,而且能获得比传统方法更优的计算结果。这表明,结合数字全息和剪切干涉的技术可以提高光学测量的精度和可靠性。 这篇文章提供了新的思路,将传统的光学测量技术与现代数字处理技术融合,对于提升光场相位的测量精度具有重要意义。这一方法不仅在理论上有创新,而且在实践应用中也表现出优越性,对于光学工程、精密测量等领域具有潜在的应用价值。
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书书书
第
37
卷
第
7
期
中
国
激
光
Vol.37
,
No.7
2010
年
7
月
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文章编号:
02587025
(
2010
)
07182106
用单幅数字全息和剪切干涉原理重构光场相位
钱晓凡
王占亮
胡
特
张永安
(昆明理工大学理学院激光研究所,云南 昆明
650093
)
摘要
全息干涉计量和剪切干涉计量都是光学测量的重要方法,但似乎一直在独 立发 展。数字 全息可 以数 字化地
再现光场,而剪切干涉从原理上讲只需将光场做一定剪 切后 再 相互 干涉 即 可,于 是将 剪 切干 涉的 原 理引 入到 数 字
全息再现光场的重构中,通过将数字全息再现光场做人为平移实现剪切干涉,得 到几 乎没有 包裹 的剪切 相位 分布,
有利于相位计算。在理论分析的基础上,给出了 基于 最小 二 乘原 理的 相 位重 构算 法。通 过模 拟 计算 和实 验 验证,
证明了该方法的可行性和有效性。结果表明,使用该 方法 得到 的 相位 更接 近 实验 值,能得 到 比传 统方 法 更好 的计
算结果。
关键词
数字全息术;光场重构;剪切干涉计量;相位;最小二乘
中图分类号
O438.1
文献标识码
A
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收稿日期:
20091117
;收到修改稿日期:
20091229
基金项目:云南省自然科学基金(
2007F028M
)和云南省教育厅自然科学基金(
07L00003
)资助课题。
作者简介:钱晓凡(
1963
—),男,教授,主要从事数字全息方面的研究。
Email
:
q
ianxiaofan1
@
sina.com
1
引
言
全息照相能同时记录和再现物体的振幅信息和
相位信息,随着激光技术的发展,作为全息照相术的
一个重要应用
,全息 干 涉计量成 为 光学测量 技 术的
一个重要分 支,并 且 由 于 其 所 独 具 的 非 接 触、非 破
坏、实时、全场和高精度特点而迅速应用到了众多领
域。不过,受全息干板化学处理繁琐的影响,其应用
受到一定 限 制。随着计算全息图(
CGH
)以 及 用 数
字方式记录和处理 再现的数 字 全息术的 出 现
,全 息
技术进入到数字时 代,使 全息干涉 计 量在保持 原 有
优点的同时,又有了新的 优 势:全 数字化的 记 录、传
输和再现,无需任何化学处理,提高了效率和自动化
程度;
CCD
,
CMOS
记录只 需 毫秒量级 的 时间,大大
降低了对系统的抗振要求,使现场检测成为可能;数
值重建可以实现亚 条纹级变 形 量测量,显著提 高 了
精度;数字处理可以实现数字聚焦、多方位显示和三
下载后可阅读完整内容,剩余5页未读,立即下载
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