數(shù)字全息的基本問題分析及實現(xiàn)方法研究.pdf

1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文數(shù)字全息的基本問題分析及實現(xiàn)方法研究姓名：鐘麗云申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：光學(xué)工程指導(dǎo)教師：張以謨20040501Ab s t r a c tI n d i g i t a l h o l o g r a p h y , t h e h o l o g r a p h i c i n f o r m a t i o n i s d i r e c t l y r e c o r d e d o n a

2、 c h a r g e - c o u p l e d d e v i c e ( C C D ) c a m e r a a n d t h e o p t i c a lr e c o n s t r u c t i o n i s r e p l a c e d b y a c o m p u t e r n u m e r i c a l r e c o n s t r u c t i o n ,

3、s o t h eh o l o g r a p h i c f u l l p r o c e s s i n c l u d i n g r e c o r d i n g , m e m o r y a n d r e c o n s t r u c t i o n i s e n t i r e l y d i g i t a l . I n t h e s m a l l a p e r t u r

4、 e a n d f i e l d o f v i e w m e a s u r i n g f i e l d ,s u c h a s c e l l v i e w i n g , m i c r o c i r c u i t e x a m i n a t i o n , g r a i n s i z e a n a l y s i s , e x p e r i m e n t a l s

5、t r e s s a n a l y s i s , 3 - D p r o f i l o m e t r y , t r a n s p a r e n t f i e l d m e a s u r e m e n t e t c , d i g i t a l h o l o g r a p h y c a n d e v e l o p i t s a d v a n t a g e a n da c h i

6、 e v e e x t e n s i v e a p p l i c a t i o n .B a s e d o n t h e o r e t i c a n a l y s i s , c o m p u t e r s i m u l a t i o n a n d t h e c o r r e s p o n d i n g e x p e r i m e n t r e s e a r c h ;

7、 t h i s p a p e r g i v e s s o m e a n a l y s i s a b o u t t h e f u n d a m e n t a l i s s u e o f d i g i t a l h o l o g r a p h y i n c l u d i n g r e c o r d i n g s a m p l i n gr e q u i r e m

8、e n t , r e c o n s t r u c t i n g s e p a r a t i o n c o n d i t i o n , a n d h o w t o i m p r o v e t h e r e s o l v i n g p o w e r o f m e a s u r i n g s y s t e m a n d t h e r a t i o o f s i

9、 g n a l t o n o i s e o f r e c o n s t r u c t i n g i m a g e . B y a n a l y s i s o f v a r i o u s d i g i t a l h o l o g r a p h i c m e t h o d sa n d t h e i r c o m b i n a t i o n , s o m e i m

10、 p o r t a n t r e s e a r c h r e s u l t s a r e o b t a i n e d , m e a n w h i l e s o m e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s a r e g i v e n t h e r e a s o n a b l e e x p l a i n . I nt h i s p a

11、p e r , t h e m a i n i n n o v a t i v e i d e a s a r e a s f o l l o w i n g : 1 . T h e r e l a t i o n s h i p w h i c h i s f u l f i l l e d t h e r e c o r d i n g s a m p l i n g a n dr e c o n s

12、 t r u c t i n g s e p a r a t i o n r e q u i r e m e n t f o r t h e l a t e r a l s i z e o f t h e o b j e c t a n dC C D , t h e d i s t a n c e b e t w e e n t h e o b j e c t , C C D a n d t h e

13、 r e f e r e n c e w a v e p o i n t s o u r c e i s g i v e n , a n d i t c a n b e u s e d t o e s t i m a t e t h e r e c o r d i n g s t r u c t u r ep a r a m e t e r s f o r b o t h t h e s p h e

14、r i c a l r e f e r e n c e w a v e s y s t e m a n d t h e p l a n er e f e r e n c e w a v e s y s t e m . M e a n w h i l e i t i s p r o v e d l e n s l e s s F o u r i e r h o l o g r a p h y i s a n

15、 o p t i m u m d i g i t a l h o l o g r a p h i c r e c o r d i n g s y s t e m i nf u l f i l l i n g t h e a b o v e r e c o r d i n g r e q u i r e m e n t , a n d t h e l e n s l e s s F o u r i e rh o

16、 l o g r a m o f t h e f u l l s c a t t e r i n g o b j e c t i s e q u a l t o t h e d i f r a c t i n g f i e l ds u p e r p o s i t i o n o f t w o p o i n t s o u r c e s a n d t h e r a t i o o f

17、 s i g n a l t o n o i s e o fr e c o n s t r u c t i n g l i g h t f i e l d i s v e r y l o w e r .2 . I t i s p r o v e d t o c o m b i n e p h a s e - s h i f t i n g t e c h n i q u e w i t h o n -

18、 a x i s l e n s l e s sF o u r i e r h o l o g r a p h y i s a n k i n d o f o p t i m u m m e t h o d i n w h i c h t h e c o n f l i c tb e t w e e n t h e r e c o r d i n g s a m p l i n g a n d t h