数字全息显微中的准直光再现

王华英; 王广俊; 谢建军; 赵洁; 王大勇

数字全息显微中的准直光再现

1.
北京工业大学应用数理学院北京 100022;
2.
河南省计量科学研究院郑州 450008;
3.
河北工程大学理学院邯郸 056038

作者简介: 王华英(1963- ),女,博士研究生,研究方向为光学信息处理与数字全息技术..

通讯作者: 王大勇, wdyong@biut.edu.cn

基金项目:
国家自然科学基金资助项目(60577029);北京市委组织部优秀人才培养资助项目(20051D0501523);北京市留学人员科技活动择优资助项目
中图分类号: TB877

Reconstruction with collimating reference wave in digital holography microscopy

1.
College of Applied Sciences, Beijing University of Technology, Beijing 100022, China;
2.
Henan Institute of Metrology, Zhengzhou 450008, China;
3.
College of Science, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China

Corresponding author: WANG Da-yong, wdyong@biut.edu.cn

CLC number: TB877

摘要: 为了准确重建微小物体三维物场,采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了如何用准直光重建大数值孔径数字全息图,分析了用球面参考光波再现失效的原因,得到了位相重建的表达式;分析了由于记录距离和参考点源偏置的测量误差而导致位相重建像的畸变,作了计算机模拟验证。结果表明,对于强度重建,只要能够记录高质量的全息图,就可以得到准确的再现结果;而对于三维物场重建,只有准确测量记录距离和参考点源的偏置,才能得到准确的再现结果;由于距离的测量误差,导致再现光波场的位相分布出现了二次函数调制畸变,因此,实验过程中精确测量这两个参量是至关重要的。
- 全息 /
- 数字全息显微 /
- 三维重建 /
- 准直光
Abstract: In order to reconstruct three-dimension micro-object wave field accurately,the reconstruction method with collimating reference wave to reconstruct digital hologram with large numerical aperture was studied by using Fresnel diffraction formula and sampling theorem.The reason that spherical reference wave can't be used to reconstruct a large numerical aperture hologram was analyzed.The expression of reconstructed phase image was presented.As result of the measure error of the recording distance and the offset of the point source,the distortion of the phase image reconstructed with collimating reference wave was also analyzed.Both theoretical analysis and computer simulation show that accurate intensity reconstruction can be obtained as long as a high quality hologram is recorded.Only if the recording distance and the offset of the point source are accurately measured,the correct phase reconstruction can be obtained.Due to a measure error,a quadratic function distortion of the reconstructed phase distribution appears.So it is important to measure the recording parameters accurately in experiment.
- holography /
- digital holographic microscopy /
- three-dimensional reconstruction /
- collimate wave

[1]	WAGNER C,SEEACHER S,OSTEN W,et al.Digital recording and numerical reconstruction of lensless Fourier holograms in optical metrology[J].Appl Opt,1999,28(22):4812-4819.
[2]	DIRKSEN D,DROSTE H,KEMPER B,et al.Lensless Fourier holography for digital holographic interferometry on biological samples[J].Optics & Lasers in Engineering,2001,36(3):241-249.
[3]	LÜ Q N,GE B Z,ZHANG Y M,et al.Progress of studies on digital holography and its application in particle field[J].Journal of Optoelectronics ·Laser,2002,13(10):1087-1091(in Chinese).
[4]	GUSTAFSSON M,SEBESTA M,BENGTSSON B,et al.High-resolution digital transmission microscopy-a Fourier holography approach[J].Optics & Lasers in Engineering,2004,41(3):553-563.
[5]	NOVAK E.MEMS metrology techniques[J].SPIE,2005,5716:173-181.
[6]	FAN Q,ZHAO J L,XIANG Q,et al.Methods of improving resolution of digital holography[J].Journal of Optoelectronics·Laser,2005,16(2):226-230(in Chinese).
[7]	PEDRINI G,FRONING P,TINIANE H J,et al.Shape measurement of microscopic structure using digital holograms[J].Opt Commun,1999,164:257-268.
[8]	LÜ Q N,GE B Z,ZHANG Y M.Analysis of the influence factors of the reconstructed image quality in digital holography[J].Journal of Optoelectronics·Laser,2005,16(1):83-88(in Chinese).
[9]	YUAN C J,ZHONG L Y,WANG Y P,et al.The analysis of off-axis digital holographic recording conditions[J].Laser Technology,2004,28(5):482-485(in Chinese).
[10]	WANG H Y,WANG D Y,XIE J J,et al.Study of the reconstructing methods of the digital off-axis lens-less Fourier transform hologram[J].Laser Technology,2007,31(3):288-290(in Chinese).
[11]	WANG H Y,WANG D Y,XIE J J,et al.Recording conditions of digital holography[J].SPIE,2007,6279:62791J(1-10).
[12]	GUO Y Z,QIU Z M,LI X,et al.A method of tuning focus for image measurement technology[J].Journal of Xi'an University of Technology,2001,17(1):40-42(in Chinese).

[1]	王亮 , 冯少彤 , 聂守平 , 黄飞 . 基于多次滤波技术的单次曝光三维物体数字全息. 激光技术, 2007, 31(4): 354-357.
[2]	向东 , 桂进斌 , 刘超 , 郑立婷 , 楼宇丽 , 宋庆和 . 数字全息波前准确重建的实验研究. 激光技术, 2017, 41(3): 406-410. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.020
[3]	桂进斌 , 宋庆和 , 李俊昌 , 楼宇丽 . 彩色数字全息常见波面重建算法的实现与比较. 激光技术, 2015, 39(2): 176-181. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.006
[4]	王华英 , 王大勇 , 谢建军 , 陶世荃 . 数字离轴无透镜傅里叶变换全息重建方法研究. 激光技术, 2007, 31(3): 288-290,294.
[5]	宋修法 , 于梦杰 , 王华英 , 刘佐强 , 高亚飞 , 刘飞飞 . 物光与参考光强度比对数字全息再现像质的影响. 激光技术, 2014, 38(6): 859-862. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.06.029
[6]	程阳 . 1维全息光子晶体的偏振特性. 激光技术, 2010, 34(2): 279-281. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.02.037
[7]	肖焱山 , 苏显渝 , 张启灿 , 朱清溢 . 动态过程中破裂表面的三维重建. 激光技术, 2006, 30(3): 258-261.
[8]	浦世亮 , 金其文 , 陈晓锋 , 毛慧 , 吴学成 . 基于二级并行架构的颗粒全息图快速重建方法. 激光技术, 2021, 45(6): 806-810. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2021.06.022
[9]	裴瑞景 , 王硕 , 王华英 . 基于深度学习的全息图超分辨重建研究. 激光技术, 2023, 47(4): 485-491. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.04.007
[10]	姜雨甫 , 周昕 , 王运 , 郭雪帆 . 采用二值化相位光瞳的光学扫描全息方法. 激光技术, 2013, 37(6): 723-727. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.004
[11]	孙彩霞 , 王素莲 , 李若平 , 路海 , 唐道广 , 黄明举 . 一种抗湿性光聚物在不同厚度下的全息特性. 激光技术, 2008, 32(5): 545-547,550.
[12]	裴闯 , 蒋晓瑜 , 王加 , 宗艳桃 . 基于迭代傅里叶变换的3维全息图计算新方法. 激光技术, 2013, 37(3): 347-352. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.03.018
[13]	李勇 , 毛磊 , 章海军 , 马利红 , 王辉 . 基于并行计算的实时数字全息显微镜. 激光技术, 2015, 39(2): 152-156. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.02.002
[14]	简献忠 , 周海 , 乔静远 , 李莹 , 王佳 . 基于全变差重构算法的数字全息研究. 激光技术, 2014, 38(2): 236-239. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.019
[15]	王晓惠 , 刘超 , 陆英仕 , 楼宇丽 . 基于彩色数字全息的透镜焦距检测. 激光技术, 2015, 39(4): 562-565. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.030
[16]	陈翠茹 , 王华英 , 赵宝群 , 王学 , 朱巧芬 , 王杰宇 , 王文健 , 雷家良 . 基于UMnet的数字全息相位解包裹. 激光技术, 2023, 47(1): 73-79. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.01.011
[17]	张庆生 , 吕晓旭 , 余清婷 , 刘赣勇 . 基于灰度相关的数字全息孔径合成方法. 激光技术, 2009, 33(3): 276-278,282.
[18]	胡振华 , 伏云昌 , 张永安 , 杜源 . 组件对象模型技术在数字全息中的应用. 激光技术, 2011, 35(5): 586-588. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.05.003
[19]	张中恒 , 李重光 , 李靖哲 , 缪正祥 , 刘营 . 无透镜傅里叶变换数字全息中的相位补偿. 激光技术, 2013, 37(5): 596-600. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.05.008
[20]	徐青 , 曹娜 , 曹亮 , 韩长材 , 雷岚 , 王清华 . 静电雾化场的数字全息实验研究. 激光技术, 2013, 37(2): 143-146. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.002

点击查看大图

计量

文章访问数: 3833
HTML全文浏览量: 702
PDF下载量: 193
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

留言板

数字全息显微中的准直光再现

作者简介: 王华英(1963- ),女,博士研究生,研究方向为光学信息处理与数字全息技术..

通讯作者: 王大勇, wdyong@biut.edu.cn

Reconstruction with collimating reference wave in digital holography microscopy

Corresponding author: WANG Da-yong, wdyong@biut.edu.cn

计量

数字全息显微中的准直光再现

通讯作者: 王大勇, wdyong@biut.edu.cn

作者简介: 王华英(1963- ),女,博士研究生,研究方向为光学信息处理与数字全息技术.

English Abstract

Reconstruction with collimating reference wave in digital holography microscopy

Corresponding author: WANG Da-yong, wdyong@biut.edu.cn

全文HTML

目录

留言板

数字全息显微中的准直光再现

作者简介: 王华英(1963- ),女,博士研究生,研究方向为光学信息处理与数字全息技术..

通讯作者: 王大勇, wdyong@biut.edu.cn

Reconstruction with collimating reference wave in digital holography microscopy

Corresponding author: WANG Da-yong, wdyong@biut.edu.cn

计量

出版历程

数字全息显微中的准直光再现

通讯作者: 王大勇, wdyong@biut.edu.cn

作者简介: 王华英(1963- ),女,博士研究生,研究方向为光学信息处理与数字全息技术.

English Abstract

Reconstruction with collimating reference wave in digital holography microscopy

Corresponding author: WANG Da-yong, wdyong@biut.edu.cn

全文HTML

目录