数字全息技术测量大气微粒场的研究.pdf

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1、研究与DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．05．016数字全息技术测量大气微粒场的研究李丹，黄云，李耀棠(广州晶体科技有限公司，广东广州510070)摘要：记录光路采用Mach—Zender干涉法，CCD作为记录介质，以数字的形式记录了微粒场的离轴菲涅耳数字全息图，利用Fresnel—Kirchhof衍射积分数字再现出了微粒场的复振幅分布。通过对尺寸39m大小标准粒子场的记录再现，分析确定了准确检测出标准再现粒子数量的灰阶阈值范围和面积阈值范围。以检测出标准粒子的阈值范围为基准，在相同测量条件下，对采样大气微粒场进行再现

2、检测，准确检测出了不同再现截面上尺寸大小接近39Ixm及大于39Ixm的聚焦粒子的数量，并采用多截面再现平均测量法估算测量了采样大气微粒场中微粒的数量及浓度。关键词：数字全息；大气微粒；数字再现中图分类号：0438．1文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)05—0065—05ResearchonMeasuringtheAtmosphereParticleFieldwithDgitalHolographyLIDan，HUANGYun，LIYao—tang(GuangzhouCrystalTechnologyCo．，Ltd，Guangzho

3、u510070，China)Abstract：DigitalhologramwithaCCDcameraisnumericallyreconstructedinamplitudebycalculationthroughtheFresnel—Kirchhofintegra1．AMach-Zehnderinterferometerisusedforrecordingof-axisdigitalhologramsofparticlefield．The391~mstandardparticlefieldisrecordedandreconstructedtoo

4、btainthemeasurementthresholdspectrumwithgrey-levelandarea．Insameexperimentalcondition，basedonthethresholdspectrumof39timstandardparticlefield，thesanleandbiggersizeparticlesinsampleatmosphereparticlefieldaremeasuredindifferentdistancereconstructedandthefocusedparticlenumbersareac

5、curatelyfoundout，andtheparticlenumbersandconcentrationareestimatedinthesampleatmosphereparticlefieldbyaveragingimageplanesreconstructed．Keywords：digitalholography；atmosphereparticle；digitalreconstruction0引言录再现，分析确定检测出再现截面上标准粒子的计算机技术的不断进步和高分辨CCD的出灰阶阈值范围和面积阈值范围，以此阈值范围为现，数字全息再现技术在微

6、观测量领域的应用也基准，对再现采样大气微粒场进行检测，准确检越来越广泛n，数字全息测量法除了具有一般光测出了不同再现截面上尺寸大小接近39Ixm和大测量技术的各种优点外，它的高分辨率和高灵敏于39m的聚焦粒子的数量。通过对不同粒径大度能同时获得物体的表面亮度分布和三维形貌分小的标准粒子在相同记录条件下再现图像的阈值布，可以广泛应用于全息显微镜，微电路和生分析，可对未知大气微粒场中尺寸大于和尺寸接物细胞等微观测量领域。相关的数字全息技术近的粒子进行测量，在大气微粒环境监测方面具的数字再现算法的研究[9目前也是一个热点。本有实际的应用价值。文应用数字全息技

7、术对采样大气微粒场进行了研1测试系统工作原理究，采用了离轴数字全息记录光路，再现算法采测试系统搭建如图1所示为Mach—Zender干涉用Fresnel—Kirchhof衍射积分的快速傅立叶变换算光路，半导体激光器发出的激光经扩束准直后由法实现。通过对39m大小的标准粒子场进行记分光棱镜将光束一分为二，物光O经反射镜M1反广东省自然科学基金资助项目(编号：04000325)；广东省科技计划资助项目(编号：2005B33303007)；广州市科技计划资助项目(编号：2o5J1一c0011)收稿日期：zo，s一11—06重二豳与开发射透过微粒测试场后经分光

8、棱镜到达CCD记录表=Aexp面，另一束参考光R经反射镜M2和分光棱镜反，ll(4)射后以相对