毛 磊，李 勇，马利红，张燕珂

（1.宁波永新光学股份有限公司，浙江 宁波 315040；2.浙江师范大学 信息光学研究所，浙江 金华 321004）

引 言

随着计算机及数字成像技术的发展，数字全息技术［1］越来越受到人们的关注。将显微镜与数字全息技术进行结合的显微数字全息术大大增强了显微镜的功能［2－7］。它可以实现相位样品的观测、反射型样品表面形貌测量、数字聚焦等功能。数字全息图的相位反映了被观测样品的内部结构或表面形貌信息。因此，相位提取是显微数字全息术的关键技术之一。常见的相位提取方法有：相移法［8］、傅里叶变换法［9］及小波变换法［10］等。相移法需要拍摄多幅全息图及附加相移装置，结构复杂不适合动态样品的观测。傅里叶变换需要在空间频域进行滤波。而小波变换法运算时间长，不适合实时观测。为此，文中在空间频域分析了数字全息图的特点。发现将其与一特定的复信号相乘，可以将全息图中的物光频谱中心搬移到空间频域的原点。这样，可以设计一滤波器将物光频谱滤出，再求其辐角就能得到需要的相位信息。由于FIR数字滤波器具有严格的线性相位特点（滤波后信号相位不失真），因此采用该滤波器进行实验。文中给出了理论分析及实验验证。

1 显微全息图数学模型

显微数字全息图是将被观测样品反射或透过的激光通过显微物镜进行空间放大，然后与参考光进行干涉，用图像传感器采集干涉光强得到的。在采用平行光作为参考光时，计算机得到的全息图可以表示为：