內容簡介
數字全息術是全息術的一個重要分支. 與早期全息術相比. 其採用CCD 記錄相干條紋. 避免了複雜的化學處理. 且能實現實時記錄. 在三維成像、精密測量等領域具有重要套用. 隨著電子技術和計算機技術的發展. 數字全息術越來越引起人們的研究興趣. 本書以標量衍射為基礎. 深入淺出地介紹了數字全息術的相關理論與套用. 並給出了許多實例的MATLAB 代碼. 這對讀者快速掌握數字全息相關技術的基本理論和實現方法大有裨益. 本書可作為光電專業的高年級本科生和相關專業的研究生教材. 也可供相關領域的研究人員或工程師參考.
目錄
譯者的話
前言
第1 章 波動光學 1
1. 1 麥克斯韋方程與波動方程 1
1. 2 平面波和球面波 2
1. 3 標量衍射理論 3
1. 3. 1 菲涅爾衍射 7
1. 3. 2 夫琅和費衍射 8
1. 4 用作光學傅立葉變換器的理想薄透鏡 10
1. 5 光學圖像處理 11
習題 20
參考文獻 21
第2 章 全息基礎 22
2. 1 攝影術與全息術 22
2. 2 將全息圖看作菲涅爾波帶片的集合 22
2. 3 三維全息成像 26
2. 3. 1 全息放大率 30
2. 3. 2 平移畸變 30
2. 3. 3 色散畸變 31
2. 4 時間和空間相干性 33
2. 4. 1 時間相干性 33
2. 4. 2 相干時間和相干長度 35
2. 4. 3 廣義時間相干性的一些討論 36
2. 4. 4 傅立葉變換光譜學 37
2. 4. 5 空間相干性 39
2. 4. 6 廣義空間相干性的一些討論 41
習題 43
參考文獻 44
第3 章 全息圖的類型 45
3. 1 伽博全息圖和同軸全息 45
3. 2 離軸全息 46
3. 3 像全息圖 48
3. 4 菲涅爾全息圖和傅立葉全息圖 51
3. 4. 1 菲涅爾全息圖及傅立葉全息圖 51
3. 4. 2 無透鏡傅立葉全息圖 54
3. 5 彩虹全息圖 55
習題 59
參考文獻 60
第4 章 傳統數字全息 61
4. 1 採樣信號和離散傅立葉變換 62
4. 2 圖像感測器的記錄和局限 69
4. 2. 1 成像器件尺寸 70
4. 2. 2 像素間距 70
4. 2. 3 調製傳遞函式 71
4. 3 標量衍射的數字計算 72
4. 3. 1 角譜法(ASM) 72
4. 3. 2 角譜法的有效性 74
4. 3. 3 菲涅爾衍射法 76
4. 3. 4 菲涅爾衍射法的有效性 77
4. 3. 5 反向傳播 79
4. 4 數字全息圖的光學記錄 80
4. 4. 1 記錄方式 80
4. 4. 2 孿生像和零級光的消除 82
4. 5 數字全息記錄及重構的仿真 83
習題 88
參考文獻 89
第5 章 數字全息術: 一些特殊技術 90
5. 1 相移數字全息術 90
5. 1. 1 四步相移全息術 91
5. 1. 2 三步相移全息術 91
5. 1. 3 兩步相移全息術 91
5. 1. 4 相位步長與相位誤差 93
5. 1. 5 並行相移全息術 94
5. 2 低相干數字全息術 95
5. 3 衍射斷層全息術 101
5. 4 光學掃描全息術 104
Ⅵ
5. 4. 1 基本原理 104
5. 4. 2 全息圖的構造與重構 106
5. 4. 3 對光學掃描全息術的直觀理解 109
習題 110
參考文獻 111
第6 章 數字全息的套用 114
6. 1 全息顯微術 114
6. 1. 1 基於顯微鏡的數字全息顯微術 114
6. 1. 2 基於傅立葉的數字全息顯微術 116
6. 1. 3 基於球面參考光的數字全息顯微術 117
6. 2 全息術中的斷層術 118
6. 3 相位提取 123
6. 4 光學輪廓測量及形變測量 126
6. 4. 1 雙波長輪廓測量 127
6. 4. 2 雙照明輪廓測量 130
6. 4. 3 形變測量 131
習題 131
參考文獻 131
第7 章 計算機生成全息術 135
7. 1 迂迴相位全息圖 135
7. 2 開諾全息圖 139
7. 3 疊代變換算法 141
7. 4 現代快速計算方法及全息信息處理 144
7. 4. 1 現代快速計算方法 144
7. 4. 2 全息信息處理 147
7. 5 利用空間光調製器的三維全息顯示 149
7. 5. 1 解析度 149
7. 5. 2 二元掩模可程式全息圖 150
7. 5. 3 實時顯示 153
7. 5. 4 缺少能夠顯示複函數的空間光調製器 154
習題 157
參考文獻 158
