
【计】 digital holography
digit; figure; number; numeral; numeric
【计】 DIG; digital; number; numeral; numerical sort
【医】 figure
【经】 digit; figure; number
【计】 holography
【化】 holography
数字全息照相术(Digital Holography)是一种结合光学全息原理与数字成像技术的先进记录与再现方法。其核心是通过光电传感器(如CCD或CMOS)直接记录物光波与参考光波干涉形成的全息图,并利用计算机算法对全息图进行数值重建,从而获取物体的三维振幅和相位信息。与传统全息术依赖化学显影不同,数字全息术实现了全流程数字化处理。
干涉记录
物体散射的物光波($O(x,y)$)与参考光波($R(x,y)$)在传感器平面干涉,形成全息图强度分布:
$$I_H(x,y) = |O + R| = |O| + |R| + O^R + OR^$$
其中$O^*R$项携带物体相位信息。
数值重建
通过衍射理论(如菲涅尔变换或角谱法)模拟光传播过程。重建复振幅场$U(x,y)$可表示为:
$$U(x,y) = mathcal{F}^{-1}left{ mathcal{F}{I_H} cdot mathcal{F}{h}right}$$
$h$为衍射核函数,$mathcal{F}$为傅里叶变换。
深度学习加速重建算法(如U-Net网络去噪)与计算全息显示技术的融合,正推动其在AR/VR和实时三维诊断领域的突破。
权威参考来源:
数字全息照相术是一种结合传统全息技术与数字成像的先进方法,其核心在于利用光电传感器和计算机处理技术记录并再现物体的三维光波信息。以下是详细解释:
数字全息术基于传统全息的干涉与衍射原理。通过激光分束,一束直接照射传感器(参考光),另一束经物体反射后形成物光。两束光在传感器上叠加产生干涉条纹,记录物体的振幅和相位信息。与传统全息不同,数字全息使用CCD/CMOS等光电传感器代替感光胶片,将干涉图样转化为数字信号存储于计算机中。
对比项 | 传统全息 | 数字全息 |
---|---|---|
记录介质 | 感光胶片 | 光电传感器(如CCD) |
再现方式 | 需激光物理照射 | 计算机模拟重建 |
处理灵活性 | 低(依赖物理过程) | 高(可数字化调整参数) |
成本与便捷性 | 较高且耗时 | 较低且快速 |
数字全息在动态过程记录(如细胞活动)、微纳结构测量等领域展现潜力。随着计算能力的提升,其分辨率和实时性将进一步提高。
如需更全面的技术细节或案例,(数字全息定义)及(全息原理)。
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