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利用线阵CCD推扫方法记录高分辨率数字全息图

邸江磊  赵建林  范琦  姜宏振  赵武  
【摘要】:数字全息术中再现像的横向分辨率由CCD所能够记录的最高空问频率决定,并且随着物体和CCD之间记录距离的减小以及CCD尺寸的增加而提高。目前数字全息术中均采用面阵CCD记录全息图,但制造工艺等限制了面阵CCD尺寸的进一步增加,进而影响数字全息再现像分辨率的提高。米用大尺寸线阵CCD推扫方式可以实现大面积全息图(如3.5×3.5cm2及5000×5000像素)的数字记录与再现。本文从理论和实验上研究了采用线阵CCD进行大面积全息图记录过程中记录距离及分辨率问题。从最高空间频率分析法出发,得出CCD像素尺寸确定时,不同数字全息记录光路所决定的最小记录距离dmin。在CCD所记录的全息图满足采样定理时,采用同轴和离轴全息图记录光路,最小距离dmin 随CCD尺寸L线性增加,而在无透镜傅里叶变换全息图记录过程中,dmin与L无关。当记录距离等于 dmin,增加CCD尺寸对同轴全息记录时再现像分辨率提高并没有作用,但是可以提高离轴全息和无透镜傅里叶变换全息的分辨率,不过会造成离轴全息中CCD边缘的欠采样。当CCD尺寸固定时,可以使记录距离d小于dmin,以增加CCD所记录的空间频谱范围,提高离轴全息和无透镜傅里叶变换全息中再现像分辨率,改善再现像质量,但是此方法不适用于同轴全息。通过对不同记录光路分析表明:无透镜傅里叶变换全息记录光路更适合于大面积全息图的记录。实验验证了分析结果的正确性。

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