数字全息位相拼接实验研究.pdf

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1、第33卷第4期2011年8月光学仪器OPTlCAI。INSTRUMENTSVoI.33,No.4August·2011文章编号:1005—5630(2011)04-0055—05数字全息位相拼接实验研究*于瀛洁,郭路,周文静(上海大学精密机械工程系。上海200072)摘要:数字全息拼接技术旨在实现较大物体的检测或在同样的测量面积下获得更高的空间分辨力,实现方法是采集被测物体多个子孔径的数字全息图,且保持相邻子孔径之间有一定的重叠区。分别精密再现各个子孔径的数字全息图,然后将各孔径的位相信息进行拼接,以获得全孔径的位相分布。分别处理了反射型分辨力板(子孔径数为

2、2×4)和透射性微透镜阵列(子孔径数为4×4)两个样本的全息图,并给出了消除测量光束和参考光束非等光程所引入的误差的方法。关键词:数字全息技术;位相拼接;误差抑制中图分类号:TB87.1文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.1005—5630.2011.04.011ExperimentalstudyonphasestitchingindigitalholographyYUYingjie,GUOLu,ZHOUWenjing(DepartmentofPreciseMechanicalEngineering,ShanghaiUniversity,Sh

3、anghai200072。China)Abstract:Digitalholographicphasestitchingtechnologyaimstomeasureanobjectoflargeareaorachievehighresolutionunderthesmalltestingarea.Itcapturesthehologramsofsub-aperturesandinsuresthattheyhavecommonoverlappedareasbetweeneachother.Itreconstructsthehologramsofsub-ape

4、rturesrespectively,andthenstitchesthesub-phasemapstogethertogetthephasedistributionofwholefield.Theresolutionplateofreflectivetype(thenumberofSUb-aperturesiS2×4)andatransparentmicro-lens(thenumberofSUb-aperturesiS4×4)areprocessed.Italsopresentstheremovingmethodoftheerrorduetothedif

5、ferentopticalpathofmeasuringandreferencepaths.Keywords:digitalholography;phasestitching;errorrestraining引言受限于光电记录器件CCD有限的阵列尺寸和像素数,数字全息技术的测量面积和空间分辨力之间存在一对矛盾。为实现较大的测量面积,并获得较高的测量分辨力,目前的主要实现技术包括数字全息合成孔径技术[I.10]和数字全息位相拼接技术D1.123。数字全息合成孔径技术是通过多幅全息图拼接或者孔径合成有效地扩展数字全息测量范围或提高测萤分辨力。主要有两类实现技术方

6、法:一是多角度照射物体,记录载波了多角度物信息的全息图。通过频谱分离将各个载波物信息提取并合成处理,获得物体高分辨力的再现位相信息[2制。另一种方法是移’收稿日期:2011-02—28基金项目:上海If『科委陶际合作资助项目(09530708700)l上海市博士后科研资助项目(09R21412900)l上海大学创新基金资助项目(A100109014)作奢简介:于瀛洁(1969一).女.辽宁宽甸县人.研究员.博士.主要从事工程中光学检测方面的研究.·56·光学仪器第33卷动物体或CCD记录系统,顺序记录物体的子孔径信息,再现时通过加人位移校正因子实现再现物波的

7、拼接,有效地扩展了测量范围,并提出了有效拼接时的判据,实现了可以无重叠区的信息拼接[7.8]。文献E93介绍了一种多次移动CCD记录物体各子区域的全息图,通过频域滤波后将复振幅拼接后再现,得到物体再现象。文献D0]提出了采用线阵CCD进行记录,扩展了记录面积和像素数,也是一种有效扩展测量范围的方法。第一类方法主要目的是提高分辨力,第二类方法直接手段是对物体子区域进行逐个记录,扩展测量范围,但都可以解决测量面积和空间分辨力之间的矛盾,已经验证了这些方法的有效性。全息位相拼接技术是通过移动物体或CCD记录系统,对物体上各子区域的全息图进行记录,分别进行数字再现获

8、得物波的复振幅信息,然后对各子位相进行拼接,从而获得

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