基于無(wú)透鏡數(shù)字全息的微顆粒成像系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、隨著我國(guó)航運(yùn)事業(yè)的發(fā)展，船舶壓載水中微生物跨區(qū)域傳播的危害問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，因此對(duì)海洋中的微藻進(jìn)行成像與檢測(cè)具有重要的意義。傳統(tǒng)的成像及檢測(cè)設(shè)備存在體積大、價(jià)格昂貴、需要較高的操作水平、無(wú)法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)等缺點(diǎn)。
　　為了實(shí)現(xiàn)壓載水中微藻的成像與檢測(cè)，本文設(shè)計(jì)了一種同軸無(wú)透鏡數(shù)字全息微顆粒成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了微顆粒的成像，獲得了微顆粒的三維形貌及三維尺寸，并通過(guò)對(duì)海水中扁藻的成像證明了該系統(tǒng)可用于海洋微藻的成像及活性檢測(cè)。本文的主

2、要工作有:
　　(1)從標(biāo)量衍射理論出發(fā)分析了同軸無(wú)透鏡數(shù)字全息微顆粒成像系統(tǒng)中光源波長(zhǎng)、小孔直徑、光源到樣品的距離以及樣品的記錄距離等參數(shù)，推導(dǎo)了各參數(shù)之間的關(guān)系。在設(shè)計(jì)同軸無(wú)透鏡數(shù)字全息成像系統(tǒng)時(shí)，可按照它們之間的關(guān)系得出成像系統(tǒng)各部分的最佳搭配。
　　(2)設(shè)計(jì)了同軸無(wú)透鏡數(shù)字全息微顆粒成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用部分相干光源LED作為全息干涉的光源，通過(guò)耦合小孔增加部分相干光源的相干性，以蓋玻片為平臺(tái)，利用去除透鏡的CMOS

3、圖像傳感器獲得了微顆粒的同軸全息圖。
　　(3)對(duì)比分析了菲涅爾積分變換、菲涅爾卷積及角譜重建算法，得到了不同重建算法的適用范圍，并推導(dǎo)了利用角譜重建算法時(shí)的再現(xiàn)距離的計(jì)算公式。
　　(4)利用共軛像消除算法獲得了消除了共軛實(shí)像的同軸全息再現(xiàn)像，并利用解包裹算法獲得了微顆粒的真實(shí)相位，重建了微顆粒的三維形貌并獲得了微顆粒三維尺寸。
　　(5)拍攝了海水中扁藻的全息圖，重建了扁藻的再現(xiàn)像，消除了扁藻再現(xiàn)像的共軛像，并恢復(fù)