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全息成像数字化模拟研究开题报告

 2022-01-27 09:01  

全文总字数:2061字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

目的:本篇论的主要目的是研究如何将传统的全息成像与现代的计算机技术,光电传感技术相结合,实现全息的数字化。利用光敏电子传感器件替代传统的感光介质记录全息图,并将得到的全息图数字化存储于计算机中,通过软件算法模拟图像重建过程代替再现光的照射,实现全息图的信息解调和物光场的再现。

意义:光全息成像理论的提出无疑是图像显示科学界的里程碑,它提供了完整的3D立体图像的成像理论,将图像从二维平面拓展至三维。数字全息从理论上弥补了传统全息术繁琐,条件苛刻的缺陷。一旦这项技术成熟,从科学研究到生活应用都会发生革命性的变化。人们在记录图像这门技术上将提高一个空间维度。

而且数字全息术不仅仅适用于可见光波。通过数字全息技术,微波、X射线甚至是声波都可以实现全息成像。这大大拓展了传统全息术的试用范围。数字全息将改进现有的显微成像,和医学影像技术,将来人们获得的细胞和病毒图像不再是一个平面图,而是包含更多信息的三维实时图像,这将极大的推动生物医学的发展。不仅如此,在其它的微观测量上,数字全息同样适用。比如粒子分析、微电路测量等。总之,数字全息技术在微观研究和成像方面有其特有的优势,将得到广泛的应用。

国内外研究现状

1948年,Dennis Gabor提出了全息摄影,但当时只能使用汞灯进行同轴全息图的记录和再现,在不能分离其“孪生像”的情况下,成像质量大打折扣。1960年激光器的出现为全息技术提供了高相干的光源,极大的推动了全息技术的发展。但激光照射下的全息图失去了色调信息还有较大的噪声。30多年前,Goodman提出数字全息技术,当然上个世纪的计算机技术还是十分落后,也缺乏高性能的图像传感器,所以全息技术数字化在当时只能是一个概念,并没有实现。但到本世纪初情况就不一样了,此时的计算机技术已然飞速发展。这就为全息技术数字化提供了技术支持,让数字全息不再只有理论,不再只是一个概念。时至今日,关于数字全息方面的研究工作,国内外都取得了重大进展,全息图的数字化记录以及计算机中算法模拟再现技术都已经比较成熟。但数字全息的成像质量问题上一直都没有得到根本的解决,本文将对这个问题作详细解释并在实验中采用可行手段提高成像质量。

2. 研究的基本内容

[1]通过查阅大量文献,阐述全息摄影及数字全息的光学理论。详细介绍其涉及的主要光学理论—干涉与衍射。

[2]研究如何解决全息图的数字化记录及存储,并分析当前哪些条件限制了数字全息的发展。并提出可行性的解决方案。

[3]试着使用相移技术优化因ccd分辨率不足而带来的成像质量差的问题。着重介绍其中的两步相移法

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

[1]通过查阅大量文献,阐述全息摄影及数字全息的光学理论。详细介绍其涉及的主要光学理论—干涉与衍射。

[2]研究如何解决全息图的数字化记录及存储,并分析当前哪些条件限制了数字全息的发展。并提出可行性的解决方案。

[3]试着使用相移技术优化因ccd分辨率不足而带来的成像质量差的问题。着重介绍其中的两步相移法

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4. 参考文献

[1]苏显渝、吕乃光、陈家璧.信息光学原理[m].北京:电子工业出版社,2010.2

[2]李俊昌.衍射计算及数字全息[m].北京:科学出版社,2014.6

[3]周海宪,程云芳.全息光学[m].北京:化学工业出版社,2006.2

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