| 【中文题名】 | 光场重构及衍射逆运算研究 |
| 【英文题名】 | A Study of Reconstruction of Optical Wave Fields and Inverse Operation of Diffraction |
| 【学科专业】 | 物理电子学 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-7-5 |
| 【中关键词】 | 数字全息,菲涅耳衍射,卷积,光场重构,傅立叶积分,衍射逆运算 |
| 【英关键词】 | Digital Holography,Fresnel Diffraction,Convolution algorithm,Reconstruction of optical wave field,Fourier integral method,Inverse Operation of Diffraction, |
| 【分类导航】 | 工业技术>无线电电子学、电信技术>光电子技术、激光技术>一般性问题>红外技术及仪器>理论 |
| 【论文摘要】 |
光的衍射是重要的光学现象，在光学干涉计量、全息图的记录与再现，以及光学系统成像分析等实际应用领域都有重要的价值。用普通照相的方法我们只能得到衍射光场的光强分布，其中的相位不能记录和计算，但在光学干涉计量中，相位往往携带了很多有用的信息，所以研究衍射光场的相位重构是非常重要的。另一方面，我们一般感兴趣的是待测物体附近的光场，而不是衍射后的光场分布，如果能够从衍射光场求出待测物体附近的光场，就可以使问题得到解决，这就需要衍射的逆运算。
数字全息术是在光学全息基础上发展起来的，是传统全息理论与光电传感技术、图像处理技术、傅立叶光学和数字计算机技术结合的一门新兴学科。实现了全息记录、再现的数字化，为全息术的应用开辟了新的发展空间。借助数字全息技术，可以实现衍射逆运算和光场重构。
文中第二章，首先分析了光场的复振幅表示，给出了单色球面波及平面波的复振幅表示。介绍了基尔霍夫标量衍射理论及其菲涅耳近似。重点阐述了数字全息技术的基本原理，数字全息图的再现算法可以分为单幅全息图再现和基于相移技术的数字全息再现。对单幅全息图进行数值再现的方法主要有两种：傅立叶积分法和卷积法再现。本文通过理论和实验对这两... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
4-5 |
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Abstract |
5-8 |
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第一章 绪论 |
8-13 |
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1.1 数字全息术的历史及发展 |
8-11 |
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1.1.1 光学全息术的提出 |
8-9 |
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1.1.2 数字全息术概述 |
9-11 |
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1.2 光场重构及数值再现研究动态 |
11-12 |
|
1.3 论文主要工作 |
12-13 |
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第二章 数字全息基本原理 |
13-42 |
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2.1 二维光场分析及标量衍射理论 |
13-21 |
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2.1.1 光场复振幅表示 |
13-14 |
|
2.1.2 球面波及平面波的复振幅 |
14-17 |
|
2.1.3 基尔霍夫衍射理论及菲涅耳近似 |
17-21 |
|
2.2 光学全息 |
21-28 |
|
2.2.1 波前记录与再现 |
21-23 |
|
2.2.2 同轴全息与离轴全息 |
23-28 |
|
2.3 数字全息记录 |
28-31 |
|
2.3.1 数字记录 |
28-29 |
|
2.3.2 数字全息记录光路分析 |
29-31 |
|
2.4 数字全息图再现算法 |
31-41 |
|
2.4.1 傅立叶积分法再现 |
31-35 |
|
2.4.2 卷积法再现 |
35-39 |
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2.4.3 频域滤波法消除零级像和共扼像分析 |
39-41 |
|
2.5 本章总结 |
41-42 |
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第三章 数字全息光场重构分析 |
42-62 |
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3.1 相移数字全息术求解衍射屏上光场 |
42-46 |
|
3.1.1 相移干涉的记录 |
42-43 |
|
3.1.2 相移算法 |
43-46 |
|
3.2 衍射逆运算研究 |
46-48 |
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3.2.1 傅立叶积分法衍射逆运算 |
46-47 |
|
3.2.2 卷积法衍射逆运算 |
47-48 |
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3.3 衍射屏上光场的数字全息重构分析 |
48-55 |
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3.3.1 傅立叶积分法衍射逆运算重构的模拟与实验分析 |
48-52 |
|
3.3.2 卷积法衍射逆运算重构的模拟与实验分析 |
52-55 |
|
3.4 数字全息法全光场重构分析 |
55-61 |
|
3.4.1 模拟数字全息图重构光场 |
55-59 |
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3.4.2 实验获得的数字全息图重构光场 |
59-61 |
|
3.5 本章总结 |
61-62 |
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第四章 总结和展望 |
62-63 |
|
致谢 |
63-64 |
|
参考文献 |
64-68 |
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附录 A |
68 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.341573 |
