[发明专利]基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像方法

摘要

本发明公开了一种基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像系统及成像方法，具体涉及一种基于多个记录距离的迭代再现方法，属于太赫兹成像技术领域，其目的在于解决去除太赫兹同轴数字全息成像共轭像以及零级像干扰的问题。成像包括两个过程：一是全息图记录，在光轴方向平移探测器实现多个记录距离的全息图和照明光采集；二是复振幅再现，依次在各个记录面之间对全息图和照明光分别进行复振幅衍射传播，每个记录面的记录值作为约束条件对复振幅进行更新，通过多次往返迭代恢复全息图和照明光的相位信息，并最终获得去除共轭像和零级像干扰的高保真度物面复振幅分布。

主权项

1.一种基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将成像目标(4)放置于基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像系统中，开启基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像系统的太赫兹波激光器(1)，记录初始状态时成像目标(4)与基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像系统的太赫兹阵列探测器(5)之间的距离为d1，采集初始状态时的全息图H_d1；然后控制电动平移台(6)，使太赫兹阵列探测器(5)在光轴上以远离成像目标(4)的方向移动，移动距离为△z，每移动一次太赫兹阵列探测器(5)就采集一副全息图H_di，其中i＝2…n；步骤二、将成像目标(4)移出基于多个记录距离的太赫兹同轴全息成像系统，控制电动平移台(6)，使太赫兹阵列探测器(5)在光轴上以靠近成像目标(4)的方向移动，移动距离为△z，每移动一次太赫兹阵列探测器(5)就采集一副背景图B_di，其中i＝n…1；步骤三、计算d1位置处的全息图H_d1和背景图B_d1的初始复振幅分布UH_d1(0)和UB_d1(0)，其中利用角谱衍射传播算法分别将初始复振幅分布UH_d1(0)和UB_d1(0)正向传播到d2位置形成复振幅分布UH_d2(0)和UB_d2(0)，利用d2位置处的记录值对复振幅分布UH_d2(0)和UB_d2(0)进行替换、更新，相位保持不变，替换、更新的计算公式为：其中φ(U)表示复振幅分布U的相位；利用更新后的UH′_d2(0)和UB′_d2(0)继续正向传播到下一个记录面并替换、更新幅值得到UH′_d3(0)和UB′_d3(0)，直到最后一个记录面并得到dn位置处的更新后的幅值UH′_dn(0)和UB′_dn(0)；步骤四、利用角谱衍射传播逆算法分别将步骤三中得到的dn位置处的更新后的幅值UH′_dn(0)和UB′_dn(0)逆向传播到前一个记录面，并利用对应位置处的记录值对复振幅分布进行替换、更新，替换、更新时相位保持不变，替换、更新的计算公式与步骤三中的替换、更新的计算公式相同，直到第一个记录面，并更新此时第一个记录面的复振幅分布作为下一次迭代的输入；步骤五、每重复一次步骤三、步骤四就完成一次迭代，依次重复步骤三、步骤四K次完成K次迭代，最终得到第K次逆向传播时在d1位置处的全息图和背景图的复振幅分布UH_d1(k)和UB_d1(k)；步骤六、将步骤五最后得到的全息图和背景图的复振幅分布UH_d1(k)和UB_d1(k)逆向传播到物面位置得到复振幅分布UH₀和UB₀，得到成像目标(4)的复振幅分布UO，其中UO的计算公式为：