多角度无透镜傅里叶变换抑制散斑噪声的数字全息成像技术

"基于多角度无透镜傅里叶变换数字全息的散斑噪声抑制成像研究" 在本文中，作者探讨了一种针对数字全息成像中散斑噪声问题的解决方案，即利用多角度无透镜傅里叶变换技术进行散斑噪声的抑制。散斑噪声是由于激光在粗糙表面反射或透射时产生的空间强度随机分布，它极大地降低了数字全息图像的信噪比和成像质量。 首先，文章分析了矩形散射光斑的强度协方差，这有助于理解散斑噪声的产生机制。通过定量计算特定实验条件下产生退相关散斑图样的最小角度差，作者们能够确定最佳的照明角度以降低散斑影响。 接下来，作者们设计并构建了一个多角度无透镜傅里叶变换数字全息成像系统。这个系统利用光纤端面在透镜焦平面的二维机械移动来代替传统的旋转反射镜，这样可以在保持照明位置和大小不变的情况下，灵活地改变光束方向。通过调整光纤端面的位置，实现了多角度照明，并拍摄了81幅数字全息图。 然后，他们采用了单次快速傅里叶逆变换进行数值再现，并对多幅再现像的强度像求平均，以此来进一步降低散斑噪声。实验结果显示，这种方法使得散斑对比度下降了约85.4%，图像信噪比提高了近7倍，证明了这种方法的有效性。 最后，该文指出，这种多角度数字全息成像方法不仅成功抑制了散斑噪声，而且其光路结构简单，操作性强，具有很高的实用价值。这种方法对提高数字全息成像的质量和应用于各种领域，如微纳元件检测、生物细胞相衬成像、粒子场分析等，具有重要意义。 关键词：数字全息、散斑噪声、数值再现、数字图像处理 PACS分类号：42.40.–i（光学全息术）、42.30.Ms（干涉法和衍射法）、42.30.Va（全息干涉和多光束干涉） DOI：10.7498/aps.63.154205 这项研究提供了一种创新的方法，通过多角度无透镜傅里叶变换来抑制数字全息成像中的散斑噪声，显著提升了图像质量和信噪比，对于优化数字全息技术具有重要贡献。