[发明专利]强度传输方程实现单幅数字全息图较大相位重建方法

摘要

本发明涉及一种采用强度传输方程实现单幅数字全息图较大相位重建方法。该方法包括如下步骤：搭建单光束或双光束平面波全息图记录系统，以d为记录距离，采集一幅包含被测物体强度及相位信息的数字全息图；分别用三个不同的重建距离（‑Δd）、、和(+Δd）实现数字全息图的数值重建，获得被测物体在三个平面上的强度像；将三幅强度像作为数据源，代入强度传输方程中，利用格林函数模型求解强度传输方程，获得被测物体在成像平面上相位分布。本发明利用强度传输方程实现单幅全息图中的相位重建，避开了传统全息相位重建过程中的解包裹步骤，因此无需受传统全息相位重建深度的限制，从而可以实现较大相位重建。

主权项

1.一种采用强度传输方程实现单幅数字全息图相位重建的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：一、根据待重建物体的不同特性，选用单光束同轴或双光束离轴全息记录系统，以d′为记录距离，记录单幅数字全息图二、采用卷积积分重建算法及三个不同的重建距离(d′‑Δd)、d′、和(d′+Δd)，对单幅数字全息图进行重建，对应获得待重建物体在聚焦平面及正、负离焦平面上的三幅强度图像，该步骤采用的卷积积分算法表达式如下：式中(ξ，η)为全息面坐标，(x′，y′)为重建聚焦平面坐标图，b(x′，y′)为重建物波，H(ξ，η)为全息图，r(ξ，η)为重建光波，d′为全息图重建距离，等于记录距离d三、把步骤二数值重建获得的强度信息作为输入数据源，根据强度传输方程相位重建原理，采用快速傅里叶变换求解方法，完成待重建物体的相位重建，该步骤用来求解强度传输方程的快速傅里叶变换公式如下：式中φ(x，y，z)为最终要求得到的相位，为梯度算子，F^‑1表示傅里叶逆变换，上述的强度传输方程实现单幅数字全息图相位重建方法，用单幅全息图的数字调焦功能避开了传统强度传输方程实验系统中被测物体或信号采集器件的微位移操作，为强度传输方程数据获取提供了新的方法。