钟志 赵婉婷 单明广† 刘磊‡

1) (哈尔滨工程大学信息与通信工程学院, 哈尔滨 150001)

2) (哈尔滨工程大学, 先进船舶通信与信息技术工信部重点实验室, 哈尔滨 150001)

现存的同-离轴混合数字全息技术可同时解决同轴全息共轭像消除困难和离轴全息分辨率受限的问题,但需预测衍射距离, 不仅复杂耗时, 且精度有限; 而远心成像技术可获得非衍射图像, 无需预测衍射距离, 并具有可消除球面像差和散焦像差等特性.因此, 本文将远心成像技术引入同-离轴混合数字全息技术中, 提出一种远心同-离轴混合数字全息高分辨率重建方法.该方法利用远心同-离轴混合数字全息系统, 分别采集聚焦的离轴全息图和同轴全息图; 进而将离轴全息图获得的低分辨率相位信息与同轴全息图获得的振幅信息相复合, 作为迭代恢复过程的物光复振幅初始值, 并分别在空域和频域进行约束迭代, 实现高分辨率重建.实验结果表明, 该方法无需衍射距离等先验信息, 便可很好地消除共轭像和系统畸变的干扰, 并可充分利用图像传感器的空间带宽积, 实现物体的高分辨率重建.

1 引 言

数字全息技术[1-3]由相机记录物光和参考光干涉图样, 并由计算机恢复待测相位, 具有全场定量、非接触、无需对样品做特殊处理等独特优点,已作为重要成像测试手段广泛应用于生物医学、微纳制造和材料科学等领域[4-14].根据物光和参考光之间是否存在夹角, 数字全息可分为离……