数字全息术及其应用 PPT
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数字全息实验研究数字全息记录和再现原理,即利用数字全息记录程序和光电器件记录全息图,并将全息图输入计算机,由计算机进行数字再现的方法早在1967年就由Goodman等人提出,现已广泛地应用于数字显微、干涉测量、三维图像识别、医疗诊断等领域。
数字全息用光电器件替代了全息干版,免去了全息干版的冲洗工作以及降低了对全息工作台的隔振要求。
给使用者带来了更大的方便。
实验目的1.熟悉数字全息实验原理和方法;通过观察全息图的微观结构,深入理解全息记录和数字再现的原理。
2.熟悉数字全息记录光路。
3.用CMOS数字摄像头记录物体的全息图。
4.熟悉用全息图数字再现程序对所记录的全息图进行数字再现的过程。
实验原理(a)(b)(c)图1 数字全息实验光路图2. 数字全息记录光路L0k放大倍数20或40;L rk放大倍数60;衰减器P可插入物光束;物体S为透过率物体;BS2与SX之间的物参光方向应相同(夹角为0°)图3 透射数字全息记录系统数字全息波前测量的实验光路随被测物体的不同而异,从图1到图3的光路都可以用来记录全息图。
若用图1(a )所示的实验光路进行数字全息波前的测量,则激光器发出的光经反射镜M 1反射,被分束器BSI 分成两束;一束经过反射镜M 2反射、进入扩束镜L K1扩束,并被准直镜L 1准直,变成平行光,再由反射镜M 3反射转向,照射到被记录物体上形成物波,经由物体物漫后透过分束镜BS 2照射到数字摄像头的光敏元件表面;另一束经衰减器P 、反射镜M 4、扩束镜L K2准直镜L 2变成平行光,再经分束镜BS 2转向,形成参考光,并与物波在CMOS (或CCD )光电器件平面上叠加干涉,形成全息图;由CMOS (或CCD )数字摄像头记录,并借助于计算机程序,实现全息图的数字再现。
图4 数字全息记录与再现光路坐标变换设00oy x 平面内的被记录物体的透过率函数为t (x , y ),用振幅为A 的垂直平面波照明。
数字全息技术在测量中的应用数字全息技术是一种物理学和计算机科学相结合的前沿技术,已经广泛应用于测量领域。
它通过光学原理将物体的三维形态记录成二维光学照片,并在计算机内重建出物体的完整三维模型。
数字全息技术具有高精度、非接触、无损等优点,可以被应用于计量、制造、医学、文化遗产保护等领域,实现对目标物体的精准测量和重建。
数字全息技术的原理数字全息技术的原理是将物体的三维形态记录成二维光学照片,并在计算机内重建出物体的完整三维模型。
这个过程主要分为两个步骤:采集和重建。
采集时使用激光或白光干涉仪记录物体的表面轮廓,通过多次记录不同角度下的物体形态,最终得到完整的空间形态信息。
然后将记录下来的所有光学图像转化为数字信号,并以此构建出物体的三维图形模型。
数字全息技术的核心在于将物体的微观信息转化为数字信号,并在计算机中进行处理和重建。
数字全息技术的应用数字全息技术广泛应用于制造业、计量学、医学等领域。
首先在制造业中,数字全息技术可以帮助制造过程中的精度检测,通过对物体表面的三维分析可以确定工件的几何尺寸和表面形态,从而提高制造精度和质量。
在制造过程中,数字全息技术还可以配合计算机辅助设计软件,实现对物体的三维建模和设计,从而提高制造效率和节约成本。
在计量学中,数字全息技术是保障计量精度的关键技术之一。
数字全息技术可以帮助实验室对标准和量具进行精度检测和校准,同时也可以应用于对某些复杂形状的物体的尺寸和形态的测量。
数字全息技术测量可以实现精度高、非接触、非破坏性等优点,同时还可以直观展现不同角度下物体的表面形态和几何信息。
数字全息技术在医学中的应用也越来越广泛。
数字全息技术可以实现对人体各种重要器官和组织的三维扫描和重建,从而更好地为临床诊断和治疗提供精确的数据支持。
常见的应用包括颅骨和面部重建、心脏病变的诊断与分析以及骨科手术前的计划与模拟等。
总之,数字全息技术是一种非常重要的测量技术,其应用范围和前景也非常广阔。
数字全息显微的原理和应用1. 引言数字全息显微技术是一种通过数字处理技术将全息图像转化为可视化的显微图像的新兴技术。
本文将介绍数字全息显微的原理以及其在科学研究、医学诊断和工业应用等领域的应用。
2. 原理数字全息显微技术的基本原理是将样本的全息图像记录下来,并通过数字处理技术将其转化为可视化的显微图像。
其原理可以概括为以下几个步骤:2.1 全息图像记录全息图像的记录是通过将被测物体和一个参考光波进行干涉得到的。
具体而言,将激光光束分为两束,一束照射到被测物体上,另一束作为参考光波。
被测物体对激光光束的干涉将导致产生全息图像。
2.2 数字化处理全息图像的记录通常是以模拟方式进行,需要将其转化为数字形式进行处理。
数字化处理可以通过光学转换器件将模拟信号转换为数字信号,或者通过摄像机直接记录全息图像。
2.3 数字全息重建通过数字化处理后,可以对全息图像进行重建,得到可视化的显微图像。
数字全息重建的过程与传统全息显微镜类似,但由于数字化处理的优势,数字全息显微图像可以实现更高分辨率和更好的对比度。
3. 应用数字全息显微技术在科学研究、医学诊断和工业应用等领域都具有广泛的应用。
3.1 科学研究数字全息显微技术在科学研究中可以用于观察微观结构和动态过程。
例如,在生物学研究中,数字全息显微可以提供高分辨率的细胞和组织成像,有助于理解生物过程。
在材料科学研究中,数字全息显微可以用于观察材料的微观结构和变形过程。
3.2 医学诊断数字全息显微技术在医学诊断中有重要的应用。
例如,可以通过数字全息显微图像对人体细胞和组织进行分析,帮助医生诊断疾病。
数字全息显微技术还可以用于眼科诊断,例如通过数字全息显微图像获取视网膜的显微结构,帮助医生判断眼部疾病。
3.3 工业应用数字全息显微技术在工业领域也有广泛应用。
例如,可以利用数字全息显微技术对微电子器件中的缺陷进行检测和分析。
数字全息显微技术还可以用于检测材料的质量和结构,例如观察金属材料的微观结构,评估其性能。