[发明专利]一种基于相移技术的非相干数字全息采集方法

说明书

本发明公开了一种采用基于相移技术的非相干数字全息采集方法，属于数字图像处理领域。本发明将四步相移技术用于非相干数字全息图的记录，提出将相移干涉技术与FINCH系统相结合，从而可以有效地去除FINCH系统再现像中衍射项干扰，提高再现质量。本发明可以应用SLM等光学系统进行三维立体显示。

技术领域

本发明属于数字图像处理领域，涉及一种采用基于相移技术的非相干数字全息采集方法，具体涉及非相干数字全息图的制作与再现等相关方法。

背景技术

2007年，J.Rosen在文献“Rosen J,Brooker G.Digital spatially incoherentFresnel holography,”.Optics Letters,2007,32(8),912-914.提出了非相干数字全息记录方法：Fresnel Incoherent Correlation Holography(FINCH)，通过SLM加载相位调制模式，将每一个物点发出的光分束自相干，从而再非相干叠加形成物体全息图。这种方法由于获得的全息图质量较高，因此目前成为了人们的研究重点。

Rosen课题组在文献“Vijayakumar A,Kashter Y,Kelner R,et al.CodedAperture Incoherent Digital Holography.”Digital Holography and Three-Dimensional Imaging.2016,DW2H.4.对FINCH系统进行编码孔径改进，提出了合成孔径FINCH系统，通过在各个角度记录多路复用的子全息图，最后将所有的子全息图集合起来，用优化数值孔径来提高整个记录系统的分辨率。非相干数字全息采用的是传统的三步相移技术，记录的全息图效果不是很理想。日本的T.Nomura研究组在文献“Imbe M,NomuraT.Single-exposure phase-shifting digital holography using a random-complex-amplitude encoded reference wave.”Optics Letters,2013,52(1),A161.提出了一种单次曝光相移数字全息术，参考光被视为随机复振幅而不是随机相位，改善了记录全息图复振幅的算法，提高了其系统有效性。Y.Awatsuji等人在文献“Awatsuji Y,Sasada M,KubotaT.Parallel quasi-phase-shifting digital holography.”Applied Physics Letters,2004,85(6),1069-1071.通过在CCD前面装载2×2相移阵列器件，其具有周期性偏振频率，从而可以同时记录四幅相移全息图，并且相移步长也可以不同，从而可以应用到瞬时测量中。但是上述方法都通过改变元光路结构来改进记录质量，会影响原光路的扩展性。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种采用基于相移技术的非相干数字全息采集方法，基于四步相移干涉技术，以达到提高全息图的记录质量目的。

本发明中，约定如下术语：

菲涅耳非相干相关全息：Fresnel Incoherent Correlation Holography，FINCH；数字全息图：Digital hologram；空间光调制器：Patial Light Modulator，SLM；电荷耦合器件：Charge-Coupled Device，CCD。

本发明提供的技术方案是：

一种采用相移干涉的非相干数字全息图记录方法，所述方法基于四步相移干涉技术对非相干数字全息图进行处理，以达到提高记录全息图的质量的目的，再现图像可应用于三维立体显示；所述采用相移干涉的非相干数字全息图记录方法具体包括如下步骤：

1)对物光波进行准直处理，经过透镜后，照射到SLM平面上，物光波在经过SLM反射后分为两束自相干的光波；