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数字全息多平面成像技术研究

周皓,  顾济华,  陈大庆

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周皓, 顾济华, 陈大庆. 数字全息多平面成像技术研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 513-518.
引用本文: 周皓, 顾济华, 陈大庆. 数字全息多平面成像技术研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(2): 513-518.
shu
Zhou Hao, Gu Jihua, Chen Daqing. Multi-plane imaging in digital holography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 513-518.
Citation: Zhou Hao, Gu Jihua, Chen Daqing. Multi-plane imaging in digital holography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(2): 513-518.
shu

数字全息多平面成像技术研究

  • 1.

    苏州大学 物理与光电能源学部,江苏苏州215006

基金项目: 

国家自然科学基金(11304216)

详细信息
    作者简介:

    周皓(1982-),男,实验师,博士生,主要从事光信息处理,数字全息方面的研究。Email:zhouhao@suda.edu.cn

  • 中图分类号: O436

Multi-plane imaging in digital holography

  • 1.

    College of Physics,Optoelectronics and Energy,Soochow University,Suzhou 215006,China

  • 摘要: 提出了一种新的数字全息多平面成像技术:将非共轭二次扭曲位相因子作用于实验记录的数字全息图,只需一次菲涅尔衍射便可同时对多个成像平面进行重建。首先介绍了非共轭二次扭曲位相因子多平面成像原理,然后开展实验验证了方法有效性。此方法只需记录一幅处于多个不同平面物体的数字全息图,依据该理论选择合适参数,可在任意位置重建多个平面再现像。采用均方根误差(RMSE)与峰值信噪比(PSNR)作为图像质量评价标准,比较了不同再现距离的成像质量。文中提出方法在无需对光路进行对称设计的前提下,可同时对多个平面进行数字聚焦,延拓了菲涅尔数字全息重建图像的焦深。
    Abstract: A novel method for multi-plane imaging in digital holography was proposed. A non-conjugated quadratic distorted phase factor was used to act on the experimental recorded digital hologram and the reconstructed images at multiple planes would be obtained simultaneously by only single Fresnel diffraction. It was firstly introduced the principles for multi-plane imaging using non-conjugated quadratic distorted phase factor and the effectiveness of the proposed method was verified by experiments. It needed single digital hologram of objects at different positions and multi-plane images could be rebuilt at arbitrary reconstruction distance by selecting the suitable parameters according to this paper's theory. The root mean square error(RMSE) and peak signal to noise ratio(PSNR) were used for evaluation standard of the image quality and reconstructed images at different positions were compared. Digital focusing at multi-planes can be achieved simultaneously without the symmetric optical design on the premise and the depth of focus for the Fresnel digital holographic reconstruction images can be extended.
  • [1] Ortyn W E, Perry D J, Venkatachalam V, et al. Extended depth of field imaging for high speed cell analysis [J]. Cytometry A, 2007, 71(4): 215-231.
    [2]
    [3] Westphal V, Rizzoli S O, Lauterbach M A, et al. Video-rate far-field optical nanoscopy dissects synaptic vesicle movement[J]. Science, 2008, 320(5873): 246-249.
    [4]
    [5]
    [6] Rosen J, Brooker G. Non-scanning motionless fluorescence three-dimensional holographic microscopy [J]. Nat Photon, 2008, 2(3): 190-195.
    [7]
    [8] Zhao Jie, Wang Dayong, Wang Huaying, et al. Measurement of geometrical parameters of microstructure with digital holography[J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(S): 173-176. (in Chinese) 赵洁, 王大勇, 王华英, 等. 用于微结构几何量测量的数字 全息方法[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(S): 173-176.
    [9]
    [10] Gao Benli, Gu Jihua, Zhou Hao, et al. Pre-magnified off- axis Fresnel digital holographic microscopy [J]. Infrared and Laser Engineering, 2010, 39(4): 706-710. (in Chinese) 高本利, 顾济华, 周皓, 等. 预放大离轴菲涅耳数字全息显 微技术[J]. 红外与激光工程, 2010, 39(4): 706-710.
    [11]
    [12] Tkaczyk T S. Field guide to microscopy [C]//SPIE Press, 2009.
    [13] Ferraro P, Grilli S, Alfieri D, et al. Extended focused image in microscopy by digital holography [J]. Opt Exp, 2005, 13 (18): 6738-6749.
    [14]
    [15]
    [16] Do C M, Javidi B. Multifocus holographic 3-D image fusion using independent component analysis[J]. Journal of Display Technology, 2007, 3(3): 326-332.
    [17] Verveer P J, Swoger J, Pampaloni F, et al. High-resolution three dimensional imaging of large specimens with light sheet-based microscopy[J]. Nat Methods, 2007, 4(4), 311-313.
    [18]
    [19] Paturzo M, Ferraro P. Creating an extended focus image of a tilted object in Fourier digital holography [J]. Opt Express, 2009, 17(2): 20546-2055.
    [20]
    [21]
    [22] Blanchard P M, Greenaway A H. Simultaneous multiplane imaging with a distorted diffraction grating [J]. Applied Optics, 1999, 38(32): 6692-6699.
    [23] Paturzo M, Finizio A, Ferraro P. Simultaneous multiplane imaging in digital holographic microscopy [J]. Jounal of Display Technology, 2011, 7(1): 24-28.
  • [1] 姚立斌, 陈楠, 胡窦明, 王英, 毛文彪, 钟昇佑, 张济清.  数字红外焦平面探测器（特邀） . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210995-1-20210995-11. doi: 10.3788/IRLA20210995
    [2] 王宇, 温凯, 张美玲, 马英, 刘旻, 郑娟娟, 郜鹏.  数字全息显微中自动调焦技术及其应用 （封面文章） （特邀） . 红外与激光工程, 2021, 50(2): 20200530-1-20200530-25. doi: 10.3788/IRLA20200530
    [3] 金其文, 关键, 吴学成.  数字全息在线监测300 MW机组煤粉细度试验研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20200456-1-20200456-9. doi: 10.3788/IRLA20200456
    [4] 任宏, 卜远壮, 王茜, 李玉, 杜艳丽, 弓巧侠, 李金海, 马凤英, 苏建坡.  高图像配准精度的非相干数字全息彩色成像 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200022-1-20200022-6. doi: 10.3788/IRLA20200022
    [5] 王岩, 马宏伟, 王星.  基于数字全息干涉技术的动态超声场成像与检测 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1125001-1125001(11). doi: 10.3788/IRLA201948.1125001
    [6] 张敏敏, 田珍耘, 熊元康, 马凤英, 弓巧侠, 潘志峰, 杜艳丽.  非相干光自干涉数字全息成像技术研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1224001-1224001(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1224001
    [7] 孔明, 郝玲, 刘维, 王道档, 许新科, 李芹.  数字全息中基于优化Harris角点的相位拼接算法 . 红外与激光工程, 2019, 48(11): 1126002-1126002(7). doi: 10.3788/IRLA201948.1126002
    [8] 闫浩, 隆军, 刘驰越, 潘淑媛, 左超, 蔡萍.  数字全息技术及散斑干涉技术在形变测量领域的发展及应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603010-0603010(13). doi: 10.3788/IRLA201948.0603010
    [9] 曾雅楠, 卢钧胜, 常新宇, 刘源, 胡晓东, 卫勇, 王艳艳.  数字像面全息显微技术的降噪方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 524003-0524003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0524003
    [10] 张文辉, 曹良才, 金国藩.  大视场高分辨率数字全息成像技术综述 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603008-0603008(17). doi: 10.3788/IRLA201948.0603008
    [11] 赵亚迪, 曹晓华, 陈波, 孙天齐.  数字全息亚像素位移综合孔径方法 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 626002-0626002(5). doi: 10.3788/IRLA201847.0626002
    [12] 马菁汀, 刘尊龙, 王民航, 冯飞, 许江盟, 张卫杰.  数字微镜器件调制多波长关联成像系统 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 924001-0924001(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0924001
    [13] 刘国栋, 尹哲, 刘炳国, 卢丙辉, 魏富鹏, 庄志涛, 甘雨, 陈凤东, 张大权.  单根多模光纤数字扫描成像方法 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 422002-0422002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0422002
    [14] 张晓磊, 张祥朝, 肖虹, 徐敏.  针对结构表面的数字全息相位重构散斑去除方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 726002-0726002(8). doi: 10.3788/IRLA201645.0726002
    [15] 高磊, 翟永成, 梁清华, 蒋大钊, 丁瑞军.  红外焦平面读出电路集成数字输出 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1686-1691.
    [16] 崔珊珊, 李琦.  基于小波变换的太赫兹数字全息再现像去噪研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1836-1840.
    [17] 王添, 于佳, 杨宇, 闫高宾, 王金城.  数字全息显微测量中相位畸变的矫正方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3615-3620.
    [18] 范俊叶, 尹博超, 王文生.  双曝光数字全息三维变形测试 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1582-1586.
    [19] 孟卫华, 项建胜, 倪国强.  一种折反二次成像式长波光学系统的杂散光抑制 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 966-970.
    [20] 于洋, 蹇毅, 潘兆鑫, 金亚平, 汤心溢.  红外二次成像无热化光学系统设计与实测 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3180-3184.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-06-05
  • 修回日期:  2014-07-03
  • 刊出日期:  2015-02-25

数字全息多平面成像技术研究

  • 1. 苏州大学 物理与光电能源学部,江苏苏州215006
    • 作者简介:

    周皓(1982-),男,实验师,博士生,主要从事光信息处理,数字全息方面的研究。Email:zhouhao@suda.edu.cn

  • 收稿日期: 2014-06-05
  • 修回日期: 2014-07-03
  • 刊出日期: 2015-02-25
基金项目:

国家自然科学基金(11304216)

  • 中图分类号: O436

摘要: 提出了一种新的数字全息多平面成像技术:将非共轭二次扭曲位相因子作用于实验记录的数字全息图,只需一次菲涅尔衍射便可同时对多个成像平面进行重建。首先介绍了非共轭二次扭曲位相因子多平面成像原理,然后开展实验验证了方法有效性。此方法只需记录一幅处于多个不同平面物体的数字全息图,依据该理论选择合适参数,可在任意位置重建多个平面再现像。采用均方根误差(RMSE)与峰值信噪比(PSNR)作为图像质量评价标准,比较了不同再现距离的成像质量。文中提出方法在无需对光路进行对称设计的前提下,可同时对多个平面进行数字聚焦,延拓了菲涅尔数字全息重建图像的焦深。

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