[发明专利]一种可有效抑制零级和共轭像的同轴数字全息方法

摘要

本发明涉及一种可有效抑制零级和共轭像的同轴数字全息方法，其技术特征在于：针对漫反射型物体或透射型物体，通过数字全息图记录过程的特殊设计，仅利用一幅数字全息图，并经过简单数值运算得到抑制零级衍射和共轭像的全息再现像，在全息图的再现过程中，光阑或者低通滤波操作可以挡掉0级+1级以及所有高次衍射光波，仅仅让-1级衍射光波透过，从而使-1级全息像得到分离重现。相比于通常的同轴数字全息图，其再现像受到零级和共轭像的严重干扰，本方法全息再现像的效果理想，其避免了相移和HRO相减等方法不可实时性以及数值迭代算法复杂且需要多步计算等的缺点。

主权项

一种漫反射型物体可有效抑制零级衍射和共轭像的同轴数字全息方法，其特征在于步骤如下：步骤1，在待测物体与全息干涉图数字记录位置之间设置一个小孔，激光照射并透过待测物体或者从待测物体表面反射的激光束通过小孔，沿同一光轴方向到达记录位置形成物光波；该物光波在记录位置与参考光波发生干涉，形成反映待测物体的全息干涉图；所述参考光波为与物光波相干的且光轴重合的激光光波；步骤2，以与参考光波共轭的光波作为数值模拟计算过程的再现照明光波，利用描述光波衍射传播的菲涅尔‑基尔霍夫衍射积分公式 U ( ξ , η ) = - i λ ∫ - ∞ ∞ ∫ - ∞ ∞ h ( x , y ) R ( x , y ) exp ( i 2 π λ d 2 + ( x - ξ ) 2 + ( y - η ) 2 ) d 2 + ( x - ξ ) 2 + ( y - η ) 2 × ( 1 2 + 1 2 cos θ ) dxdy 得到复振幅分布U(ξ，η)，其中：(ξ，η)为积分公式计算得到的平面，(x，y)为待测物体的全息干涉图平面的坐标，λ为再现照明光波波长等于激光照射时激光的波长，R为再现照明光波的复振幅分布等于参考光波的复振幅的共轭，h(x，y)是全息图的复振幅透射函数等于全息干涉图的强度，cosθ是倾斜因子，d为衍射距离等于小孔到记录位置的距离；然后对复振幅分布U(ξ，η)取模值并求平方，得到衍射图样H1的强度分布；步骤3，选取衍射图样H1的低频部分对衍射图样H1进行滤波，获得滤波后的衍射图样H2；所述的低频部分为衍射图样H1的内切圆半径的1％～70％；步骤4，对衍射图样H2再次利用菲涅尔‑基尔霍夫衍射积分公式计算得到有效抑制零级和共轭像的数字全息再现像的衍射图样H3；计算中衍射距离d取待测物体到小孔的距离。