基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究精选

基于Matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究

第3O卷第6期

2009年11月

应用光学

JournalofAppliedOptics

Vo1.30No.6

NOV.2009

文章编号:1002—2082(2009)06—0953-05

基于Matlab的计算全息图的制作

与数字再现的研究

赵付丽,章鹤龄,邢敬婷,冯秀梅

(首都师范大学物理系,北京100048)

摘要:应用Matlab语言,结合博奇型计算全息的编码方法,利用计算机分剐绘制了菲涅耳全息

图和傅里叶变换全息图,实现了计算全息图的快速制作,讨论了制作计算全息图的原理,方法和

步骤利用CGH技术和数字全息技术所生成的全息图再现出原始图像,完成了全息图的数字重

现,实现了整个全息记录和再现过程的计算机模拟.与传统的编程语言和绘图方法相比较,该算

法在实现上更加简单和快捷,并且带有一系列提高计算全息图质量的措施,有效地消除了零级像

和孪生像的影响,获得了清晰的数字再现图像.

关键词:计算全息图;傅里叶变换;菲涅耳全息图;Matlab;数字再现

中图分类号:TN205;0438.1文献标志码:A

Realizationanddigitalreconstructionofcomputer?generatedhologrambasedonMatlab

ZHAOFu-li,ZHANGHe-ling,XINGJing梩ing,FENGXiu-mei

(DepartmentofPhysics,CapitalNormalUniversity,Beijing100048,China)

Abstract:MatlabsoftwareandBurchcodingmethodareusedtoachievethefastgenerationofthe

Fresnelh ologramandFouriertransformhologram.Theexperimentalprinciple,methodsand

proceduresarediscussedparticularly.Combiningcomputer梘eneratedhologram(CGH)with

digitalholography,thedigitalreconstructionofhologramwasrealized.Thecomputer

simulationofthewholeholograph icrecordingandreconstructionprocesswasachieved.Matlab

isprovedtobemoreconvenientandflexibleincomparisonwiththetraditionalalgorithm

languagesanddrawingmethods,andtakesseveralmeasurestoimprovethereconstruction

quality.Theinfluenceofzero梠rderandconjugateimag esiseliminatedandcleardigital

reconstructionimagesareobtained.

Keywords:computer-generatedhologram;Fouriertransform;Fresnelhologram;Matlab;

digitalreconstruction

引言

计算全息是建立在数字计算与现代光学基础

上的一种新的制作全息图的技术,传统的全息技术

是用光学的办法,用干涉记录的方法制作全息图.

计算全息是用计算机编码制作全息图,把物波的数

学描述输入数字计算机处理后,直接产生全息图,

代替了用光学设备实地记录,既可以完全节省光源

且对光学设备的精度要求不高,又能制作实际并不

存在的各种物体的全息图,且噪声低,重复性高,比

光学全息具有明显的简易性和灵活性.随着计算机

收稿日期:2009—03—26;修回日期:2009—05—10

作者简介:赵付丽(1984一),女,山东青岛人,硕士研究生,主要从事光电信息处理方面的工作.

E—mail:zflyydyl984@163.corn

?954?应用光学2009,30(6)赵付丽,等:基于matlab的计算全息图的制作与数字再现的研究

和数字化电器件技术的迅速发展,人们广泛地使用

数字技术去模拟,运算,处理各种光学过程.1965

年,德国光学专家罗曼(A.W.Lohmann)使用计算

机和绘图仪制作了世界上第一幅计算机全息图

(computer—generatedhologram,CGH),它不仅可

以完整地记录光波的振幅和位相,而且能综合复杂

的波面,这种特性极大地扩展了计算全息图的应用

范围,可以用来制作信息