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基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究

白云鹤 臧瑞环 汪盼 荣腾达 马凤英 杜艳丽 段智勇 弓巧侠

基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究

白云鹤, 臧瑞环, 汪盼, 荣腾达, 马凤英, 杜艳丽, 段智勇, 弓巧侠
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  • 菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)利用在空间光调制器(spatial light modulator,SLM)上加载双透镜模式对同一物点光分束自相干,并通过改变加载的相位因子得到不同的相移全息图.本系统利用SLM可分区编码调制特性,将FINCH成像中SLM上分三次加载的0°,120°,240°相位双透镜掩模各提取1/3组成一幅复合相移模式加载,并研究了三种相位分布方式对FINCH成像质量的影响.结果表明:三个相位在SLM上分布间隔越大,再现像越清晰.在此基础上,提出了一种新的掩模加载方式,在SLM加载透镜阵列,每一个相位因子对应一个双透镜,具有一个光轴.实验表明,通过这种加载方式,通过SLM后形成的三个相移图能够一次在电荷耦合器上记录,并且三个相移图不重叠,然后通过MATLAB编程计算将不同相移角度的全息图分别提取出来,通过三步相移计算合成一幅包含有物光波的复值全息图,最后通过数值再现算法重建待测样品.此系统可用于对光源相干性较低的实时成像系统,也为微小形变测量、动态物体的观测提供了新方法,为非相干数字全息术的发展提供了新思路.
      通信作者: 弓巧侠, gqx1205@zzu.edu.cn
    • 基金项目: 河南省高等学校重点科研项目(批准号:16A140035)和2018年度河南省高校科技创新团队(批准号:18IRTSTHN016)资助课题.
    [1]

    Wan Y H, Man T L, Wang D Y 2014 Opt. Express 22 8565

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    Osten W, Faridian A, Gao P, Körner K, Naik D, Pedrini G, Singh A K, Takeda M, Wilke M 2014 Appl. Opt. 53 44

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    Liu Y C, Fan J P, Zeng F C, L X X, Zhong L Y 2013 Chin. J. Lasers 40 239 (in Chinese) [刘英臣, 范金坪, 曾凡创, 吕晓旭, 钟丽云 2013 中国激光 40 239]

    [11]

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    Bouchal P, Bouchal Z 2013 JEOS:RP 8 13011

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    Weng J W, Qin Y, Yang C P, Li H 2015 Laser Optoelect. Prog. 52 116 (in Chinese) [翁嘉文, 秦怡, 杨初平, 李海 2015 激光与光电子学进展 52 116]

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    Zhu Z Q, Wang X L, Sun M, Li L J, Feng S T, Nie S P 2009 J. Optoelect. Laser 20 1681 (in Chinese) [朱竹青, 王晓雷, 孙敏, 李璐杰, 冯少彤, 聂守平 2009 光电子 20 1681]

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    [18]

    Yamaguchi I, Zhang T 1997 Opt. Lett. 22 1268

    [19]

    Li J C, Song Q X, Pascal P, Gui J B, Lou Y L 2014 Chin. J. Lasers 41 81 (in Chinese) [李俊昌, 宋庆和, Picart Pascal, 桂进斌, 楼宇丽 2014 中国激光 41 81]

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    Osten W, Faridian A, Gao P, Körner K, Naik D, Pedrini G, Singh A K, Takeda M, Wilke M 2014 Appl. Opt. 53 44

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    [12]

    Bouchal P, Bouchal Z 2013 JEOS:RP 8 13011

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  • [1] 赵忠超, 杨旭锋, 许天旭, 何九如, 弓巧侠, 杜艳丽, 董林, 袁斌, 马凤英. 基于螺旋相位调制的非相干全息点扩散函数研究. 物理学报, 2018, 67(1): 014203. doi: 10.7498/aps.67.20171442
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    [10] 齐淑霞, 刘圣, 李鹏, 韩磊, 程华超, 吴东京, 赵建林. 高效产生任意矢量光场的一种方法. 物理学报, 2019, 68(2): 024201. doi: 10.7498/aps.68.20181816
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    [20] 朱佩平, 王寯越, 吴自玉, 田玉莲, 贾全杰, 胡天斗, 巫 翔, 储旺盛, 黎 刚, 冼鼎昌. 内源全息术的原理和数学描述. 物理学报, 2004, 53(8): 2526-2533. doi: 10.7498/aps.53.2526
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-09-26
  • 修回日期:  2017-11-28
  • 刊出日期:  2019-03-20

基于空间光调制器的非相干数字全息单次曝光研究

  • 1. 郑州大学物理工程学院, 郑州 450001
  • 通信作者: 弓巧侠, gqx1205@zzu.edu.cn
    基金项目: 

    河南省高等学校重点科研项目(批准号:16A140035)和2018年度河南省高校科技创新团队(批准号:18IRTSTHN016)资助课题.

摘要: 菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel incoherent correlation holography,FINCH)利用在空间光调制器(spatial light modulator,SLM)上加载双透镜模式对同一物点光分束自相干,并通过改变加载的相位因子得到不同的相移全息图.本系统利用SLM可分区编码调制特性,将FINCH成像中SLM上分三次加载的0°,120°,240°相位双透镜掩模各提取1/3组成一幅复合相移模式加载,并研究了三种相位分布方式对FINCH成像质量的影响.结果表明:三个相位在SLM上分布间隔越大,再现像越清晰.在此基础上,提出了一种新的掩模加载方式,在SLM加载透镜阵列,每一个相位因子对应一个双透镜,具有一个光轴.实验表明,通过这种加载方式,通过SLM后形成的三个相移图能够一次在电荷耦合器上记录,并且三个相移图不重叠,然后通过MATLAB编程计算将不同相移角度的全息图分别提取出来,通过三步相移计算合成一幅包含有物光波的复值全息图,最后通过数值再现算法重建待测样品.此系统可用于对光源相干性较低的实时成像系统,也为微小形变测量、动态物体的观测提供了新方法,为非相干数字全息术的发展提供了新思路.

English Abstract

参考文献 (19)

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