數(shù)字顯微全息的公式重現(xiàn).pdf

1、數(shù)字顯微全息技術(shù)是數(shù)字全息和光學(xué)顯微全息相結(jié)合的產(chǎn)物,用CCD代替?zhèn)鹘y(tǒng)的全息干板記錄物體放大的信息實(shí)現(xiàn)數(shù)字全息顯微過(guò)程。使全息圖實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化并且提高了系統(tǒng)的橫向分辨率，能比較快捷記錄和重現(xiàn)全息圖，可以通過(guò)數(shù)字圖像處理技術(shù)改善重現(xiàn)圖的質(zhì)量。在近十年的發(fā)展中，數(shù)字全息顯微術(shù)已有了一定的理論基礎(chǔ)和在醫(yī)學(xué)、微機(jī)電子、流體等領(lǐng)域的應(yīng)用，但數(shù)字顯微全息仍有一些關(guān)鍵技術(shù)有待進(jìn)一步研究，例如如何抑制或補(bǔ)償顯微物鏡引入的相位畸變、如何精確得到物體的焦平面

2、、如何提高橫向分辨率、如何得到物體的實(shí)際放大倍數(shù)、如何確定重現(xiàn)距離與記錄距離之間的關(guān)系、如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)穩(wěn)定的測(cè)量等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約了該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。本課題針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行研究并在某些問(wèn)題上加以改善，對(duì)微觀世界和流體領(lǐng)域的測(cè)量有著極其重要的意義。
　　本文主要研究記錄距離和重現(xiàn)距離之間的關(guān)系，首先從點(diǎn)光源球面波放大系統(tǒng)和顯微物鏡系統(tǒng)開(kāi)始研究。系統(tǒng)的分析了點(diǎn)光源照射物體的理論知識(shí)和重現(xiàn)算法的原理，分析了球面波照射物體的幾種實(shí)驗(yàn)光

3、路和這幾種實(shí)驗(yàn)光路的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了最佳實(shí)驗(yàn)光路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并分析記錄距離與重現(xiàn)距離之間的關(guān)系。本章還分析了直接在數(shù)字全息中引入顯微物鏡成像的一些基本原理，并用理論和實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方法發(fā)現(xiàn)數(shù)字顯微成像存在的一些具體問(wèn)題和引起這些問(wèn)題的原因。
　　在數(shù)字顯微全息中，目標(biāo)與顯微物鏡的距離以及物體經(jīng)顯微物鏡成像的位置都難以精確獲得。所以CCD接收到的全息圖像的放大倍數(shù)并不是顯微鏡標(biāo)示的放大倍數(shù)，而是一不確定值。本文通過(guò)討論物體位置固定時(shí)，CC

4、D與像之間滿足的關(guān)系，以及CCD位置固定時(shí)，物體位置與CCD之間的關(guān)系，得到了在滿足清晰重建圖像的前提下，放大倍率的函數(shù)方程以及全息顯微光路中各參數(shù)之間的關(guān)系函數(shù)及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)參數(shù)。提出實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在滿足以上關(guān)系函數(shù)及優(yōu)化參數(shù)的條件下，CCD能捕獲高質(zhì)量的全息圖，并能重現(xiàn)出清晰重建像，當(dāng)不滿足以上關(guān)系時(shí)，全息圖及重現(xiàn)像質(zhì)量較差。根據(jù)上面的研究，本文設(shè)計(jì)了可調(diào)放大倍數(shù)實(shí)驗(yàn)光路系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)透鏡之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的放大倍數(shù)，并得到了確定的放大倍