西安工业大学光电工程学院，陕西 西安 710021
基于角谱衍射理论，利用Johnson 传递系统数值模拟非高斯粗糙面，研究了拉盖尔-高斯涡旋光束通过随机非高斯粗糙表面的场分布特性。在分析了非高斯粗糙面方向自相关长度、峰度、偏斜以及均方根粗糙度对涡旋光束场分布影响的基础上，研究了涡旋光束通过随机粗糙表面后光束光强分布变化时的均方根粗糙度取值范围，并通过实验，将实验数据与仿真结果进行了对比分析。结果表明：当非高斯粗糙面方向相关长度为20 mm，偏斜为0.001，峰度为6，均方根粗糙度大于0.12 mm 时，拉盖尔-高斯光束透过随机表面的光强分布不再保持空心分布，对应的相位奇点消失。
涡旋光束 非高斯随机粗糙表面 角谱衍射理论 场分布 vortex beam non-Gaussian random roughness surface angular-spectrum representation field distribution
安徽工程大学电气工程学院, 安徽 芜湖 241000
提出了一种基于角谱衍射理论的误差扩散算法。通过分层角谱算法计算得到三维物体的复振幅全息图,利用误差扩散法计算得到纯相位全息图,并重建出清晰的再现像,实现了对三维物体纯相位全息再现像的散斑噪声的抑制。仿真实验验证了该方法的可行性及优越性,所提方法明显提高了重构图像的质量。
全息 纯相位全息图 散斑噪声 误差扩散法 角谱衍射 分层角谱 中国激光
2018, 45(12): 1209001
为了研究彩色数字全息检测应用中波面重建方法对重建场质量与计算速度的影响,及不同波长记录的重建场的准确融合,采用理论分析及实验验证的方法,给出了不同色光物光重建场准确重叠的方法及彩色数字全息波面实时再现的详细过程,并分析比较了几种波面重建算法的特点及计算速率。结果表明,使用球面波为重建光的可变放大率波面重建算法能适应各种大小的物体,且可获得较高分辨率的像,并占用较少的计算时间,能较好适用于彩色数字全息检测应用。
全息 波面重建算法 角谱衍射 彩色数字全息 可变放大率 holography wave front reconstruction algorithm angular spectral diffraction color digital holography adjustable magnification
华侨大学 信息科学与工程学院,福建省光传输与变换重点实验室, 福建 厦门 361021
基于角谱衍射公式和散射介质的圆形高斯分布模型, 数值模拟光通过散射介质的聚焦.通过反馈优化算法实现散射光束的波前整形, 在目标位置处形成一个很亮的聚焦光斑.改变聚焦目标位置后, 可实现任意位置处的单点或多点聚焦.讨论了空间光调制器上的总调制单元个数、每个调制单元相位准确度与光强增长因子的关系.结果表明：目标位置处的光强随着总像素单元数的增加而线性地增强, 并且随着调制单元的相位准确度的增加而增强.
散射介质 聚焦 角谱衍射公式 圆形高斯分布 算法 Scattering media Focusing Angular spectrum diffraction theorem Circular Gaussian distribution Alaogirhm
超分辨率数字全息记录系统可以突破系统分辨极限，提高系统分辨率。设计不同形式的超分辨率记录系统用CCD记录高频物光信息是目前一个活跃的研究领域。基于取样定理及衍射的角谱理论对超分辨率离轴数字全息记录系统的设计进行研究，研究表明，无论选择何种设计方案，超分辨率系统所形成的等效CCD的面阵尺寸存在一个优化值，当实际设计尺寸大于优化值时并不能进一步提高分辨率，使用优化值设计的记录系统最紧凑。基于研究结果，导出优化设计超分辨率离轴数字全息系统的方法，以分辨率测试板为物体，使用数字全息再现光场复振幅叠加的方法，给出不同等效CCD尺寸时的重建像。实验结果证明了理论分析的正确性及可行性。
全息 超分辨率记录系统 角谱衍射 优化设计 采样定理
为解决检测面尺寸较大时CCD难以得到高质量数字全息图的问题，本文利用负透镜设计光学系统让CCD接收来自物体的缩小虚像，以球面波为参考波，使用单色CCD近距离得到三种色光照射下的大尺寸彩色物体的数字全息图，然后采用可控放大率波面重建算法得到同一尺寸的数字全息重建像，合成彩色数字全息重建像.同时，使用两种消零级方法去除零级干扰，提高重建像质量，一种方法利用空间光调制器相移技术在参考光中加入一次任意相移,记录两幅数字全息图，消除重建零级像;另一种方法使用“无干扰全息图”消除重建零级像及共轭像.本文讨论结果可为大物体彩色数字全息及多波长数字全息检测应用提供有益的参考.
彩色数字全息 角谱衍射 消零级 空间光调制器 Color digital holography Angular spectrum Zero-order elimination Spatial Light Modulator(SLM)
