遠(yuǎn)心同-離軸混合數(shù)字全息高分辨率重建方法*

鐘志 趙婉婷 單明廣? 劉磊?

1) (哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院, 哈爾濱 150001)

2) (哈爾濱工程大學(xué), 先進(jìn)船舶通信與信息技術(shù)工信部重點(diǎn)實驗室, 哈爾濱 150001)

現(xiàn)存的同-離軸混合數(shù)字全息技術(shù)可同時解決同軸全息共軛像消除困難和離軸全息分辨率受限的問題,但需預(yù)測衍射距離, 不僅復(fù)雜耗時, 且精度有限; 而遠(yuǎn)心成像技術(shù)可獲得非衍射圖像, 無需預(yù)測衍射距離, 并具有可消除球面像差和散焦像差等特性.因此, 本文將遠(yuǎn)心成像技術(shù)引入同-離軸混合數(shù)字全息技術(shù)中, 提出一種遠(yuǎn)心同-離軸混合數(shù)字全息高分辨率重建方法.該方法利用遠(yuǎn)心同-離軸混合數(shù)字全息系統(tǒng), 分別采集聚焦的離軸全息圖和同軸全息圖; 進(jìn)而將離軸全息圖獲得的低分辨率相位信息與同軸全息圖獲得的振幅信息相復(fù)合, 作為迭代恢復(fù)過程的物光復(fù)振幅初始值, 并分別在空域和頻域進(jìn)行約束迭代, 實現(xiàn)高分辨率重建.實驗結(jié)果表明, 該方法無需衍射距離等先驗信息, 便可很好地消除共軛像和系統(tǒng)畸變的干擾, 并可充分利用圖像傳感器的空間帶寬積, 實現(xiàn)物體的高分辨率重建.

1 引 言

數(shù)字全息技術(shù)[1-3]由相機(jī)記錄物光和參考光干涉圖樣, 并由計算機(jī)恢復(fù)待測相位, 具有全場定量、非接觸、無需對樣品做特殊處理等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),已作為重要成像測試手段廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、微納制造和材料科學(xué)等領(lǐng)域[4-14].根據(jù)物光和參考光之間是否存在夾角, 數(shù)字全息可分為離……