基于空間光調制器的菲涅爾非相干相關數 字全息術的研究

摘要?

? ? ? ? 全息術可以完整的記錄和再現任意一個三維物體的振幅和相位信息，再現像 具有明顯的立體感。非相干全息術與傳統的全息術相比具有明顯的優勢。它降低 了對光源相干性的要求，將全息術的應用范圍從相干光擴展到非相干光領域中， 在非相干光照射物體的條件下就能記錄得到物體的全息圖。非相干全息術在信息 顯示和顯微成像領域具有很高的研究價值。

? ? ? 本文首先介紹了全息術的基本原理和分類，然后詳細分析了全息術的記錄和 再現過程。針對數字全息術的幾種再現算法進行了對比研究。闡述了非相干全息 術的提出背景、基本原理和研究進展，并詳細分析了菲涅爾非相干相關全息術 （Fresnel Incoherent Correlation Holography, FINCH）的工作原理。綜述了 FINCH 的研究進展，主要包括 FINCH 系統裝置改進、SLM 上加載的相位模式的研究等。

? ? ?研究相移技術對非相干數字全息術記錄和再現過程的影響。在記錄過程中， 分別采用了不同的相移步數以及相移增量，并通過對比信噪比，分辨率以及相關 系數等來評價這些方法對記錄全息圖和重建像質量的影響。

? ? ?研究了空間光調制器（Spatial Light Modulator，SLM）的相位調制特性原理， 測量并校正了純相位液晶空間光調制器的相位調制特性曲線。SLM 是 FINCH 系 統中的關鍵性器件。近年來基于 SLM 的全息成像技術受到越來越多的研究。分 析和總結了空間光調制器在 FINCH 系統中的重要作用。

? ? ?基于對 FINCH 系統的理論分析，在實驗室里做了一些相關實驗：1）FINCH 的模擬實驗，從模擬實驗結果中可以得出：白光菲涅耳非相干數字全息術可以在 單通道、無運動的方式的情況下實現三維物體的快速完整地記錄和再現；2）搭 建 FINCH 系統光路，研究分別在 SLM 上加載一個平面波和一個球面波相位，以 及加載兩個球面波相位情況下，對系統成像分辨率的影響；3）研究在 SLM 上加 載兩個球面波的模式下，不同再現距離對實驗結果的影響。

關鍵詞：數字全息 空間光調制器 分辨率 非相干相關數字全息?