[发明专利]一种简单快速的双波长数字全息相位成像方法

摘要

本发明提供一种简单快速的双波长数字全息相位成像方法，克服了现有技术存在的噪声较大时不能正常工作，同时不适用于大合成波长场合的问题。本方法成像速度快：由于不涉及离散余弦变换或其他复杂运算，运算所需的时间较其他相位解包裹方法短；对噪声不敏感：两个波长间隔较小时，利用本发明方法可以快速成像。在两个波长间隔较小，合成波长较大时，利用本发明方法仍能正确的解包裹得到被测样品的光程分布，这是因为该方法对每个区域内的噪声分别进行了求均值操作，并且对求均值后的光程除以单一波长后又进行了四舍五入操作，所以本发明方法对噪音不敏感，在噪声较大时，利用本发明仍然可以正常工作；同时，本发明方法适用范围广、方法简单。

主权项

1.一种简单快速的双波长数字全息相位成像方法，依次包括以下步骤：(1)从全息图出发，得到像平面处两个波长λ1、λ2对应的物光波复振幅Ο1、Ο2；(2)利用反正切函数得到两个波长λ₁、λ₂分别对应的包裹相位，并矫正线性相位畸变，对于(‑π,0]的区间整体加上2π，得到主值区间为(0,2π]的包裹相位，并记为(3)包裹相位(i＝1或2)转化为对应的光程分布l_i(x,y)，(i＝1或2)；(4)两个包裹相位图相减，得到合成波长Λ＝λ₁λ₂/|λ₁‑λ₂|对应的相位分布然后把相位分布φ(x,y)转化为对应的光程分布考虑到放大的噪声，实际得到的光程分布表示为l′(x,y)＝l(x,y)+△(x,y)，其中△(x,y)为噪声项；(5)根据(i＝1或2)中相位分布的特点，把矩阵(i＝1或2)分割为n个不同的区域，分别标记为region(n)，其中每个区域属于同一个干涉级次；(6)光程分布l′(x,y)减去其中一个包裹相位对应的光程分布li(x,y)(i＝1或2)，得到：lsub(x,y)＝l′(x,y)‑li(x,y)；(7)定义一个与大小相同的新矩阵mask，并根据步骤(5)得到的区域region(n)，依次按区域对mask赋值：mask(x,y)＝round[mean(lsub(x,y))/λi],(x,y)∈region(n)，(i＝1或2)其中，mean()表示对区域求平均值，round()表示四舍五入操作，(x,y)∈region(n)表示坐标在region(n)区域内；(8)最终去除噪声后的光程分布h(x,y)为：h(x,y)＝mask(x,y)·λi+li(x,y),(i＝1或2)。