基于SLM的非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息成像特性的研究.pdf

1、非相干數(shù)字全息與望遠(yuǎn)鏡技術(shù)結(jié)合起來的非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息目前研究較少，相移準(zhǔn)確度低、再現(xiàn)像重建距離偏大將會導(dǎo)致非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息成像信噪比低。針對這一問題，本論文將空間光調(diào)制器(SLM)引入非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息系統(tǒng)，從理論分析、模擬和實驗三個方面探討了基于SLM的非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息系統(tǒng)不同參數(shù)變化對成像特性的影響。
　　(1)利用Fresnel衍射理論，對基于SLM的非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息成像的記錄和再現(xiàn)過程進(jìn)行了詳細(xì)的理論分析和數(shù)學(xué)推導(dǎo)

2、，計算出了準(zhǔn)確的橫向放大倍數(shù)和重建距離計算公式，分析了不同系統(tǒng)參數(shù)變化對成像橫向放大率和再現(xiàn)像重建距離的影響。
　　(2)借助計算機平臺，從數(shù)值模擬的角度討論了非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息的最優(yōu)重建算法選擇，用可視化的方式解析了不同出瞳距離對相干與非相干成像系統(tǒng)的影響，模擬了基于SLM的非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息對處于三維空間不同深度三個物平面的成像情況，并分析了不同參數(shù)的變化對非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息成像的影響。模擬結(jié)果表明，1)當(dāng)非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息再

3、現(xiàn)像的重建距離小于或者等于100 mm時，應(yīng)選擇TF衍射算法進(jìn)行重建，當(dāng)重建距離大于100 mm時，應(yīng)選擇MF衍射算法進(jìn)行重建；2)隨著出瞳距離的增大，成像逐漸變得模糊，相較于相干成像系統(tǒng)，由于不產(chǎn)生振鈴現(xiàn)象，非相干成像系統(tǒng)的分辨率相對較高；3) CCD位于物體的兩個像平面中間時，再現(xiàn)像的重建距離達(dá)到極值，通過調(diào)控兩透鏡的間距，可以將物體的重建距離和橫向放大倍數(shù)控制在合理的變化范圍之內(nèi)，得到較高質(zhì)量的全息圖。
　　(3)圍繞光源與

4、系統(tǒng)不同間距、SLM上加載不同半徑的球面波、不同物距、全息圖不同記錄位置四個方面，對非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息系統(tǒng)的成像特性進(jìn)行了實驗探討。實驗結(jié)果表明：1)白光光源前面放置透鏡，系統(tǒng)的成像視場增大；2) SLM上加載的兩個球面波的半徑、半徑差與系統(tǒng)的橫向放大率成正比關(guān)系；3)物距與非相干望遠(yuǎn)數(shù)字全息系統(tǒng)的橫向放大率成反比關(guān)系；4) CCD與SLM的間距與系統(tǒng)成像的橫向放大倍數(shù)和橫向分辨率成正比，與角分辨率成反比關(guān)系，減小CCD與SLM的間距能