数字全息的研究光学CCD技术及实际应用

数字全息的研究光学CCD技术及实际应用-光学仪器

数字全息的统计光学表述及实际应用

将来自物体的光波视为平滑波阵面光波．然而，实际测量物体表面
的起伏变化量通常甚大于光波长，当激光照射到物体后，反射光或透射
光均是散射光，振幅和相位变得非常复杂，不再是原照射激光束的空间
相干场，而变为振幅及相位随机变化的散斑场．于是，将光波视为平滑
波面的讨论不再适用．但是，散射光中毕竟携带着物体表面的信息，全
息技术在工业检测中的成功应用，事实上就是散射光波干涉检测的成功
应用．对散射光波场如何描述以及如何从散射光中获取物体表面的信息
，无疑是面对实际测量必须解决的课题，这正是本章主要阐述的内容．

对散斑场的较准确的描述必须使用统计光学理论

准备基于统计光学知识，主要对二次曝光数字全息及
三维面形的数字全息检测进行讨论．将通过计算机数值模拟及图像处理
技术，对二次曝光数字全息系统的检测全过程进行较完整的模拟附，并
导出消零级衍射干扰的高保真物光场卷积重建方法．理论结果将与实验
测量相比较．此外，由于相位测量是数字全息检测的关键技术，在三维
面形的数字全息检测研究中，将对等效波长数字全息及绝对相位检测技
术进行介绍．

传统的相位型全息图的衍射效率高于振幅型，但数字全息的研究目
前主要局限在振幅型范畴．如果相位型数字全息的数字衍射效率也高于
振幅型，对于提高数字全息检测信号的质量具有重要意义．此外，真彩
色数字全息涉及三基色光波的波面重建，带有更丰富的物体信息，具有
潜在的应用前景．后续内容将基于统计光学理论对相位型数字全息及散
射光的真彩色数字全息进行一些讨论，给出研究实例．

随着CCD技术及计算机技术的进步，数字全息正形成一个蓬勃发展
的应用研究领域．本章最后介绍数字全息检测的一些应用及研究状况．

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