两步相移数字全息物光重建误差分析与校正

系统研究了两步相移数字全息干涉术中相移误差引起的波前再现误差的计算和校正方法.基于衍射物光相位分布的随机性和振幅相位的相互独立性原理,介绍了相移数字全息中物光波前再现误差的表达形式,推导出步长为π/2的两步算法中物光重建误差的表达式.通过进一步分析这一重建误差的结构和特点,结合物光表达式,给出了自动校正相移误差引起的波前重建误差的校正方法.该方法无需增加测量,在未知相移误差大小的情况下,只对标准两步相移算法恢复的物光复振幅进行处理就可以实现对物光振幅和相位的同时校正.计算机模拟结果表明,校正后可将物光重建误差减小两个数量级.光学实验也令人满意地验证了该方法的有效性和高效性.

可控放大率重建物光场中的相位畸变

可控放大率物光场重建算法可以有效利用数字全息图的空间带宽积,但同时会引入相位畸变。通过研究现有各种可控放大率物光场重建算法,导出了畸变相位的数学表达式。结果表明:无论对菲涅耳全息还是无透镜傅里叶变换全息,如果将"+1"级或"-1"级物光场放大,则重建物光场上都会叠加有一个由球面波产生的二次相位畸变,且"+1"级与"-1"级物光场所叠加的球面波相为共轭复数。如果将该球面波波长折算为记录全息图时的光波长,则球面光波半径相同,完全取决于放大率和物距,与算法无关。