优化两步相移数字全息算法：减小参考光强范围的实验验证

本文主要探讨了两步相移数字全息算法（Two-Step Phase-Shifting Digital Hologram Algorithm）的优化策略，针对张算法中参考光强取值范围较大这一问题进行深入研究。全息成像是利用干涉原理记录物体三维信息的技术，而数字全息则通过计算机处理模拟全息图，实现对光学信息的再现。 首先，作者通过对全息成像原理的细致分析，意识到参考光强取值范围对于算法性能有显著影响。全息图的质量取决于参考光和物体光的干涉，较大的参考光强范围可能导致图像重建时的不稳定性和零级像和孪生像的出现，这些干扰会降低重建图像的清晰度。因此，作者提出了一个创新方法，即通过综合考虑多个参数来精细化调整参考光强的取值范围，以期减少这些问题的发生。 优化的关键步骤包括对实验条件进行控制，如光源强度、曝光时间、干涉角度等，以找到一个最佳的参考光强范围。接着，作者进行了透射和反射同轴数字全息成像实验，并基于实验数据进行了图像重建，以此来验证所提出的优化策略的有效性。实验结果显示，通过采用两步相移法配合优化的参考光强取值范围，确实能够有效地消除零级像和孪生像，同时保持全息像的高质量重建，而且计算量相比传统方法降低了大约20%，这在提高效率的同时也提升了成像的稳定性。 文章的关键词包括全息（Holography）、数字全息（Digital Holography）、相移（Phase Shifting）、以及图像重建（Image Reconstruction）。这项研究对于提升数字全息技术的实际应用具有重要意义，特别是在光通信、光学存储和三维成像等领域，优化的算法可以提高系统的整体性能和实用性。 这篇文章深入研究了两步相移数字全息算法的优化策略，通过实验验证了其在减小干扰、提高重建质量和降低计算负担方面的有效性，这对于提高全息成像技术的精确性和效率具有重要的理论价值和实践指导意义。