[发明专利]一种数字全息成像系统及方法

权利要求书

1.一种数字全息成像系统，用于对待测样品进行全息成像，其特征在于，由激光器、扩束准直单元、第一分束器、第二分束器、第三分束器、反射镜、空间光调制器、图像传感器和计算机组成，其中，由激光器发出的光经过所述扩束准直单元准直成平行光束，该平行光束经过所述第一分束器分成两束，其中一束经过所述反射镜反射后透过所述第二分束器形成参考光被所述图像传感器接收，另一束经过所述待测样品后被所述第三分束器反射到所述空间光调制器进行调制，然后被调制的光束透过所述第三分束器并被所述第二分束器反射后形成物光被所述图像传感器接收，所述参考光和所述物光在所述图像传感器表面发生干涉，所述图像传感器经过一段曝光时间，记录干涉生成的全息图；

所述空间光调制器和所述图像传感器分别连接所述计算机，所述空间光调制器在所述计算机的控制下在全息图的曝光时间内依次加载多个不同的采样矩阵，其中每个所述采样矩阵分别用于对每个采样时间段内的物光进行调制，所述图像传感器将所述全息图传输给所述计算机。

2.根据权利要求1所述的数字全息成像系统，其特征在于，所述空间光调制器为反射式的振幅型空间光调制器。

3.一种数字全息成像方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用权利要求1或2所述的数字全息成像系统得到待测样品的全息图，其中在全息图的曝光时间内，所述空间光调制器在所述计算机的控制下依次加载多个不同的采样矩阵；

S2：对所述全息图进行滤波，得到只含有物光信息的复全息图；

S3：对所述复全息图进行重建，得到全息图的曝光时间内的每个采样时间段内的待测样品的像。

4.根据权利要求3所述的数字全息成像方法，其特征在于，步骤S1中对待测样品进行全息成像之前还包括：调整所述数字全息成像系统以使得所述物光和所述参考光成预定角度在所述图像传感器上发生干涉。

5.根据权利要求3所述的数字全息成像方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

S21：对所述全息图进行二维傅里叶变换，得到全息图的频谱；

S22：在全息图的频谱中过滤掉零级项和共轭像成分，得到物光频谱；

S23：对物光频谱进行二维逆傅里叶变换，得到只含有物光信息的复全息图。

6.根据权利要求3所述的数字全息成像方法，其特征在于，步骤S3具体包括：采用压缩感知算法对所述复全息图进行重建得到全息图的曝光时间内的每个采样时间段内的待测样品的像。