基于彩色数字全息的透镜焦距检测.pdf

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1、第３９卷第４期激光技术Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４２０１５年７月ＬＡＳＥＲＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＪｕｌｙ，２０１５文章编号：１００１－３８０６（２０１５）０４－０５６２－０４基于彩色数字全息的透镜焦距检测*王晓惠，刘超，陆英仕，楼宇丽（昆明理工大学理学院，昆明６５０５００）摘要：为了实现对凹凸透镜焦距的精准测量，采用彩色数字全息方法进行理论分析和实验验证，取得了与标称值相差１％的数据结果。结果表明，采用数字全息干涉测量方法是可靠的，可以获得与用透镜标称值重构相同的效果。该研究对数字全息波前的重建有帮助。关

2、键词：全息；彩色数字全息；透镜焦距测量；干涉；多波长中图分类号：Ｏ４３８．１文献标志码：Ａdoi：１０．７５１０／ｊｇｊｓ．ｉｓｓｎ．１００１－３８０６．２０１５．０４．０３０DetectionoffocallengthbasedoncolordigitalholographyWANGXiaohui，LIUChao，LUYingshi，LOUYuli（ＦａｃｕｌｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，ＫｕｎｍｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０５００，Ｃｈｉ

3、ｎａ）Abstract：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈｏｆａｃｏｎｃａｖｅａｎｄｃｏｎｖｅｘｌｅｎｓａｃｃｕｒａｔｅｌｙ，ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｌｏｒｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｒｅｌａｔｉｖｅｔｏｔｈｅｎｏｍｉｎａｌｖａｌｕｅｗａｓ１％．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔ

4、ｅｔｈｅｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｙｉｓｒｅｌｉａｂｌｅａｎｄｔｈｅｓａｍｅｅｆｆｅｃｔａｓｔｈａｔｏｆｌｅｎｓｎｏｍｉｎａｌｖａｌｕｅｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｓｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃｗａｖｅｆｒｏｎｔｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Keywords：ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ；ｃｏｌｏｒｄｉｇｉｔａｌｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ；ｌｅｎｓｆｏｃａｌｌｅｎｇｔｈｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｉｎｔｅ

5、ｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｍｕｌｔｉｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ当使用多种波长的光照射物体时，不同波长的光对应引言不同的像平面。因此，当光学系统给定后，准确确定不在光学无损检测领域中，全息技术是一种精密检同波长光照射下物体的像平面，并通过数字全息重建［１－５］测技术。与传统全息相比，数字全息省去了底片处不同色光的物体像，是应用研究中必须解决的问题。理的过程，大大节省了时间，由于缩短了曝光时间，从当光学变换系统可以由四元素的光学矩阵描述而降低了对振动的敏感性，可以定量地得到相位信息。时，将矩阵光学与衍射光学相结合，

6、ＬＩ等人提出在像［７］数字全息的这些优点使它适合应用于物体３维形貌及空间及物空间进行物光场重建的方法。然而，当光［５－６］微形变等物体量的测量。实时数字全息检测研究学系统由多个光学元件组成时，必须准确知道每一光中，测量物体表面微形变这一类物理量时，需要实时检学元件的光学参量及构成光学系统时所在的准确位测观测点不共面的３个位移矢量，通常使用３种不同置。由于透镜是组成光学系统的主要元件，系统中所波长的激光进行彩色数字全息检测。当被测量物体的使用透镜的焦距值在重构图像时是一个重要参量，而投影尺寸与ＣＣＤ

7、面阵尺寸有较大差异时，为让ＣＣＤ透镜对不同波长的入射光有不同的焦距值，焦距值准较好地接收物光场信息，采用光学系统对物光场进行确与否将直接影响到重构图像的质量好坏，因此透镜变换是通常采取的措施。例如，让物光通过不同性质焦距的测量是很有必要的。虽然已有一些研究者进行［７－９］过透镜焦距测量方面的工作［１０－１２］，但是均没有考虑焦的透镜组成的显微镜或变焦系统，将物体成像在ＣＣＤ平面。然而，由于透镜的焦距是光波长的函数，距与入射光波长之间的关系。为此，作者提出简易可行的透镜焦距测量方法，对３种波长对应的

8、焦距值进基金项目：云南省人培基金资助项目（ＫＫＳＹ２０１４０７０８２）；行了测定。给出了根据实测结果进行的彩色数字全息云南省教育厅面上基金资助项目（ＫＫＪＡ２０１２０７００８）；云南省教［１３］图像重建的实例。育厅卓越教师特殊支持计划资助项目（１０９６８２６９０１）作者简介：王晓惠（１９９２－），女，大学本科生，主要从事信1检测原理息光学处理的研究。*通讯联系人。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｏｕｙｕｌｉ１＠１６３．ｃｏｍ实验原理如图１所示。收稿日期：２０１４－０５－１９；收到修改稿日期：２０１