非相干數(shù)字全息成像特性及其在光譜、偏振探測(cè)方面的應(yīng)用.pdf

1、基于空間光調(diào)制器(Spatial Light Modulator,SLM)的非相干數(shù)字全息突破了傳統(tǒng)全息對(duì)光源相干性要求苛刻、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、耗時(shí)成本高等局限，具有記錄系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，再現(xiàn)方式靈活，可與任何成熟光學(xué)系統(tǒng)匹配等優(yōu)點(diǎn)。本文圍繞非相干光照明數(shù)字全息系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，以空間光調(diào)制器和電荷耦合器件(Charge-Coupled Device，CCD)為系統(tǒng)核心元件，分析系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探索系統(tǒng)成像特性。此外，將非相干數(shù)字全

2、息與顯微成像技術(shù)、高光譜成像技術(shù)及偏振成像技術(shù)結(jié)合，在快速記錄和數(shù)字再現(xiàn)三維物體的同時(shí)，還可以獲得微米量級(jí)生物樣品顯微成像的邊緣增強(qiáng)效果、實(shí)現(xiàn)任意像元光譜曲線的提取及入射光偏振態(tài)的探測(cè)，從而拓展了非相干光探測(cè)的信息維度，在生物、軍事、遙感、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。論文主要包括以下四個(gè)方面:
　　(1)研究基于SLM的非相干光數(shù)字全息系統(tǒng)的成像原理，運(yùn)用菲涅耳衍射積分公式推導(dǎo)出系統(tǒng)的點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、橫向放大率等參數(shù)，利用USAF1

3、951標(biāo)準(zhǔn)分辨率板和骰子作為待測(cè)物體，研究了系統(tǒng)的成像特性，給出了系統(tǒng)的分辨率和三維成像效果。
　　(2)將非相干數(shù)字全息與顯微成像技術(shù)結(jié)合，對(duì)分辨率板成像，并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行放大率標(biāo)定，采用標(biāo)定后的系統(tǒng)對(duì)生物樣品進(jìn)行預(yù)防大顯微成像。此外，研究了SLM上加載螺旋相位掩模時(shí)系統(tǒng)的成像特性，給出了螺旋相位調(diào)制點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)的數(shù)學(xué)解析式，與全息顯微成像相比，可在不損失分辨率的前提下實(shí)現(xiàn)振幅和相位物體邊緣提取和增強(qiáng)的效果。
　　(3)在非相干