數(shù)字全息高分辨率顯微成像及其應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度及容量的大幅提高和高分辨率光電成像器件的出現(xiàn)，數(shù)字全息已逐漸在缺陷檢測，形貌測量，三維顯微等領(lǐng)域得到應(yīng)用。相對與傳統(tǒng)光學(xué)顯微，數(shù)字全息顯微技術(shù)記錄物體振幅和相位的全部信息，可以精確地分析物體的三維分布和相位信息，是一種比較理想的對微小物體進(jìn)行形貌和相位分布測量的方法。 針對目前影響數(shù)字全息顯微技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題，本論文采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的辦法，對相移數(shù)字全息顯微技術(shù)進(jìn)行了比較系統(tǒng)深入的研究，

2、主要包括：研究了數(shù)字全息顯微技術(shù)中各相關(guān)參數(shù)與最佳記錄光路的關(guān)系，提出了去除再現(xiàn)光場零級像和共軛像的簡化相移技術(shù)；利用最佳設(shè)計(jì)光路和簡化相移技術(shù)對光纖連接器端面的面形和和生物切片相位顯示進(jìn)行了研究，取得了較好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。本論文包含六章，具體內(nèi)容為： 第一章緒論部分綜述了數(shù)字全息及其顯微術(shù)的基本特點(diǎn)和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，介紹了數(shù)字全息顯微術(shù)的主要問題，給出了本論文的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)字全息記錄和再現(xiàn)的基本原理，著重

3、討論了數(shù)字全息再現(xiàn)的兩種算法、相位提取原理和相位去包裹理論。 第三章是本論文的重點(diǎn)。首先從信息論的角度研究了數(shù)字全息信息量與記錄光路的關(guān)系，證明了同軸傅里葉變換全息是實(shí)現(xiàn)全息信息量最大記錄的最佳光路。同時(shí)提出了一種新的簡化相移數(shù)字全息顯微技術(shù)，該技術(shù)只需進(jìn)行一次相移，拍攝兩次全息圖和一次物光強(qiáng)度分布圖就可以有效的消除數(shù)字再現(xiàn)的零級項(xiàng)和共軛像。將新的相移技術(shù)與同軸無透鏡傅里葉變換全息相結(jié)合，簡化了相移步驟，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字全息再現(xiàn)實(shí)像最

4、高像素輸出，從而提高了數(shù)字全息再現(xiàn)像分辨率。進(jìn)一步通過結(jié)合數(shù)字圖像處理技術(shù)，對所得到的再現(xiàn)像進(jìn)行濾波處理，有效的降低了散斑噪聲對再現(xiàn)像的影響，從而使得再現(xiàn)像的質(zhì)量進(jìn)一步提高。 第四、五章是數(shù)字全息顯微的應(yīng)用研究。第四章是將第三章得到的最佳數(shù)字全息顯微記錄光路用于光纖端面的檢測，并根據(jù)光纖端面測量時(shí)遇到的具體問題，對測量光路進(jìn)行了精心設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對光纖連接器端面同心度，纖芯和包層的橢圓度等參數(shù)的檢測，同時(shí)可以檢測出端面的三維形貌。