数字全息显微术及获取轴向位移的实验研究

摘要

本文搭建了数字全息显微系统，利用显微系统观察溶液中的微粒，同时利用激光照射产生经过微粒的物光，经物镜放大透镜准直后与同源激光以一定角度进行干涉，在CCD上拍摄离轴数字全息图。编写数字全息还原程序，利用计算机处理得到包含物光完整复振幅分布的还原结果，分离出光强和相位信息，并对相位分布进行解包裹处理，得到真实相位。
　　拍摄溶液中微米级直径微球的数字全息图，通过程序得到物光光强分布，并改变衍射距离获得一系列分布效果不同的还原图，由此对应微球内部不同截面的图像，最终实现获取微球的三维信息。
　　为了获取显微系统中物体的轴向信息，通过改变衍射距离，对离轴全息图进行数字全息还原，获得微球不同平面的还原光强图像，并利用衍射距离的改变对轴向位移进行测量。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 光学全息的发展

1．2 数字全息术

1．3 数字全息技术的发展状况

1．4 研究的目的及意义

1．5 本文主要内容

1．6 本文主要章节安排

第二章 数字全息理论基础

2．1 光学基础理论

2．1．1 光的干涉

2．1．2 光的衍射

2．2 全息原理

2．2．1 获取全息图

2．2．2 全息的数字再现

2．3 数字再现算法

2．3．1 菲涅尔变换法

2．3．2 卷积法

2．3．3 角谱法

2．4 小结

第三章 数字全息显微系统

3．1 光源的选择

3．2 光学元件的选取

3．3 实验装置的建立

3．4 实验样品的分析

3．5 物光与参考光夹角

3．6 小结

第四章 计算机程序及图像处理

4．1 Matlab程序

4．1．1 图像预处理

4．1．2 算法原理

4．1．3 光强和相位处理

4．2 图像处理

4．3 图像存在的问题

4．3．1 噪声

4．3．2 光强

4．3．3 条纹

4．4 小结

第五章 实验研究

5．1 获取微球同一时刻不同截面的图像

5．2 轴向位移测量

5．3 小结

第六章 结论

6．1 工作总结

6．2 展望

参考文献

致谢