买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：哈尔滨理工大学

摘要：本发明公开了一种基于复振幅互相关重建的离轴数字全息自聚焦方法，涉及计算光学成像领域。传统离轴数字全息技术由于光学系统误差、环境因素和样本复杂性，常导致全息图聚焦距离难以准确确定，影响成像质量。现有自聚焦方法依赖于图像清晰度评价函数，如LaplaceLAP和SummedgradientGRA，需遍历全息图的不同重建距离，导致计算效率较低。本发明首先通过离轴数字全息技术分别得到在同一位置拍摄的物体和针孔的复振幅，然后将二者进行互相关运算得到样本物体的复振幅，从而无需遍历重建距离就可以实现全息图聚焦，解决了现有自聚焦方法计算效率低的问题。

主权项：1.一种基于复振幅互相关重建的离轴数字全息自聚焦方法，其特征在于，所述方法采用的装置包括激光器，准直扩束系统，第一分光棱镜，第二分光棱镜，衰减片，第一反射镜，第二反射镜，样本物体或针孔，图像传感器，其中：所述激光器发出的波长为532nm的激光首先经过所述准直扩束系统，然后经过所述第一分光棱镜被分为两路光，其中一路为参考光，通过所述衰减片调节光强，再经过所述第一反射镜后进入所述第二分光棱镜；另一路经过所述第二反射镜后照射所述样本物体或针孔形成物光；接着，物光与参考光在所述第二分光棱镜处会合并发生干涉；最后所有光束被所述图像传感器接收记录形成全息图；所述方法包括以下三个步骤：S1：在同一位置分别记录物体全息图Hobj和点源全息图HPSF；首先使用衰减片调节参考光的光强，使得参考光与物光的光强大致相等，记录一幅物体全息图，物体全息图的强度分布表达式为：Hobj＝|OI+R|2＝|OI|2+|R|2+OI'R+OIR'其中，OI为光束照射样本物体经过衍射后到达图像传感器平面的复振幅，R为参考光的复振幅，Hobj为OI和R干涉形成的物体全息图；|OI|和|R|是物体全息图的自干涉项和直流项，它们一起称为0级项，OI'R是物体全息图的-1级项，OIR'是物体全息图的+1级项，“'”为复共轭；定义垂直光束传播方向的样本物体平面上任意一物点的像素点坐标为x,y；根据标量衍射理论，以上衍射过程可以写成如下的卷积形式：OI＝Ix,y*PSF其中，Ix,y为样本物体的复振幅，PSF为点扩散函数，*为卷积运算；根据标量衍射理论，PSF可以表示为： 其中，δx,y为冲激函数，λ为光束的波长，k为光束的波数，z为光束的衍射传播距离，j为虚数单位；然后，在样本物体同一位置放置一个针孔，使用衰减片调节参考光的光强，使得参考光与物光的光强大致相等，记录一幅点源全息图，点源全息图的强度分布表达式为：HPSF＝|OP+R|2＝|OP|2+|R|2+OP'R+OPR'其中OP为光束照射针孔经过衍射后到达图像传感器平面的复振幅，HPSF为OP和R干涉形成的点源全息图；|OP|2和|R|2是点源全息图的自干涉项和直流项，它们一起称为0级项，OP'R是点源全息图的-1级项，OPR'是点源全息图的+1级项；根据上面PSF的公式可知，因为在这个系统中，光束照射物体和针孔经过的路径是相同的，所以它们的PSF也是相同的；S2：对Hobj和HPSF进行傅里叶变换得到各自的频谱，将各自频谱的+1级项移动至频谱中心并截取，然后对频谱进行傅里叶逆变换，分别得到图像传感器平面的物体复振幅OI和针孔复振幅OP；S3：对OI和OP进行互相关运算得到重建结果Ix,y，其表达式为： 其中，为互相关运算。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨理工大学 一种基于复振幅互相关重建的离轴数字全息自聚焦方法