[发明专利]一种消除红外数字全息零级衍射的方法

权利要求书

1.一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取原始全息图；

对所述原始全息图进行FFT以获取所述原始全息图的频率和相位信息；

采用高斯核函数和相位补偿因子对所述原始全息图的频率、相位信息进行滤波处理以去除零级衍射；

对滤波处理获得的频率、相位信息进行FFT逆变换后，重建得到还原的目标图像。

2.根据权利要求1所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，还包括根据菲涅耳衍射，将物光波在XY平面上的实际振幅O(x,y)分布计算为公式：

式(1)中，x₀y₀面为目标面，XY为全息面，x’y’为像面，假设物体波在x₀y₀上的复振幅分布为O(x₀,y₀)，d为目标面与全息面之间的传播距离，k表示波数,j为虚部符号单位，λ为光的波长，|O(x₀,y₀)|和exp[jφ(x,y)]分别表示物光波的振幅和相位，φ(x,y)是指最终光波的总相位因子。

3.根据权利要求2所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，将平面波作为参考波，参考波的复振幅分布可以写成公式：

R(x,y)＝Aexp[jk(xcosθ_x+ycosθ_y)] (2)

其中A表示强度，θ_x和θ_y分别表示参考波与x、y方向之间的角度；当物光波和参考波之间发生干涉时，全息面上的强度分布可以写成公式：

I(x，y)＝A²+|O(x，y)|²+2A|O(x，y)|·cos[φ(x，y)-kxcosθ_x-kycosθ_y] (3)。

4.根据权利要求1所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，所述原始全息图的离散强度分布通过公式(4)计算：

其中m和n是整数，并遵循规则-Nx/2≧m≦Nx/2，-Ny/2≧n≦Ny/2，红外平面阵列的尺寸设为Lx×Ly，像素号是Nx×Ny，Δx，Δy是像素尺寸；

以单位复振幅平面波为再现波，对原始全息图进行照明，再现物体时，像面上的复振幅分布为公式(5)：

其中d′表示重建距离；当重建距离d′等于记录距离时，对象能被清楚的重建。

5.根据权利要求1所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，还包括根据所述全息图像频谱图，分析设计高斯低通滤波器和相位平均滤波器，并计算参数高斯核函数g和相位因子C，采用所述高斯低通滤波器和相位平均滤波器对所述原始全息图的频率和相位进行滤波。

6.根据权利要求5所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，所述高斯核函数g和相位因子C通过以下公式计算得到：

7.根据权利要求1所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，基于离轴干涉法获取原始全息图。

8.根据权利要求7所述的一种消除红外数字全息零级衍射的方法，其特征在于，基于马赫-赞德干涉法通过微测辐射热计获取原始全息图。