葛 磊， 文永富*， 程灏波

1. 北京理工大学光电学院， 北京 100081； 2. 北京理工大学深圳研究院， 广东 深圳 518057

数字全息显微术(digital holographic microscopy，DHM)是数字全息术中非常重要的应用，它可以实现对物体三维形貌的定量、无损伤、非接触、快速、全视场观察，是一种新型光学显微术[1-3]。传统的DHM通常使用单一波长来记录目标物体的全息图，这对于表面光滑或表面光学高度不超过一个波长的物体特别有效。当物体的光学厚度大于一个波长时，由于提取相位信息时引入了反正切函数，其重建的相位图分布在[-π,π]之间，形成包裹相位。通常，需要相位解包裹算法来获得明确的相位图[4]。

常见的数值相位解包裹算法有基于可靠性的相位解包裹[5]、最小范数法和最小二乘法相位解包裹等[6]。而且，当前数值解包裹算法都存在一定的问题，计算复杂耗时，当被测物体本身有间断或者表面梯度很大时，数值解包裹算法可能引入不可预料的误差，影响重建像的空间分辨率与时间分辨率，很难实现准确的三维成像[7]。为了解决这些问题，人们提出了双波长数字全息技术[8-19]，该技术可以获得具有更长的合成波长相位展开图。双波长数字全息显微术是用两个不同波长的激光进行记录，分别获取每个波长对应的相位图，再求出两者的相位差，即为等效波长的相位图。如果两波长合成的等效相位图大于经过物体的最大光程差，则可以直接获得物体真实连续的相位分布，而无需进行相位解包裹运算。……