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数字全息显微术的分析与实验

袁操今  
【摘要】:数字全息显微术是数字全息术一个重要应用领域,它随着数字全息术的发展而不断发展的。数字全息术的思想由Goodman在上世纪六十年代末提出,但由于当时记录介质器材和计算机技术的制约,直到上世纪90年代中末期才有了较大的发展。在近十年的迅猛发展过程中,该技术以其非接触、数字化程度高和无化学湿处理等特点,被广泛应用于显微测量领域,如细胞培养观测、微电路检测、物体微小变形测量、透明场测量等。 本论文通过理论分析和实验研究,对数字全息记录和再现分离条件进行探讨、对比了三种常用的记录方式对记录介质的要求,并分析了无透镜傅里叶数字全息的记录和再现的特点。围绕数字全息发展和应用中的一个关键问题:数字全息记录系统分辨率提高和全息再现像的质量这个核心内容,作者根据现有实验条件,提出了实现显微测量的方案,并用实验予以验证,结果表明:该记录系统的横向分辨率可以达到μm量级,已接近国际同等水平。其中主要创新表现在以下几方面的工作: 1、利用菲涅耳衍射和全息理论,对预放大相移同轴无透镜傅里叶变换显微数字全息术的记录和再现进行了详细的理论分析和实验研究。其结果表明:相移技术可以有效地解决数字全息再现像分离问题;预放大方法能充分利用显微镜的分辨率;无透镜傅里叶变换全息术不仅可以降低数字全息采样条件的要求,而且在相同条件下可以记录物体更多的高频信息。上述三种技术的结合是在目前CCD性能条件下,提高显微数字全息记录系统分辨率的有效途径。同时,也为高质量显微数字全息再现像的获得,提供了重要的参考。 2、提出数字校正技术,它利用chirp函数作为校正因子,通过重新设定


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