[發(fā)明專利]一種非傍軸和離焦像差的數(shù)值校正方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710019085.8
• 申請(qǐng)日: 2007-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN101158844A
• 公開（公告）日: 2008-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙建林;邸江磊;姜宏振;閆曉博;孫偉偉;楊德興
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G03H1/08
• 分類號(hào): G03H1/08;G03H1/16;G02B27/00
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心
• 代理人: 顧潮琪

1.一種非傍軸和離焦像差的數(shù)值校正方法，其特征在于包括下述步驟：(1)量取物體到全息圖，亦即物體到CCD的距離，將其初步確定為全息圖的記錄距離d；

(2)對(duì)無(wú)透鏡傅里葉變換數(shù)字全息圖進(jìn)行非傍軸像差校正；

(3)對(duì)非傍軸像差校正之后的全息圖進(jìn)行離焦像差校正；

(4)對(duì)離焦像差校正之后的全息圖直接進(jìn)行逆快速傅里葉變換運(yùn)算操作，操作完成之后即得到全息圖的數(shù)值再現(xiàn)像；

(5)針對(duì)數(shù)值再現(xiàn)像判斷數(shù)值聚焦平面，確定全息圖的最佳修正距離d′；

(6)確定全息圖的最佳再現(xiàn)距離d″，d″＝d+Δd＝1/(d+n′×Δ)；

(7)將最佳再現(xiàn)距離d″作為全息圖的記錄距離d代入非傍軸像差校正因子，再次針對(duì)無(wú)透鏡傅里葉變換數(shù)字全息圖進(jìn)行非傍軸像差校正；

(8)將最佳修正距離d′代入離焦像差校正因子的修正距離D，再次針對(duì)再現(xiàn)像差校正之后的全息圖進(jìn)行離焦像差校正；

(9)對(duì)再次離焦像差校正之后的全息圖直接進(jìn)行逆快速傅里葉變換運(yùn)算操作，操作完成之后即得到理想的無(wú)像差的全息圖數(shù)值再現(xiàn)像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種非傍軸和離焦像差的數(shù)值校正方法，其特征在于所述步驟(2)包括下述步驟：

(a)根據(jù)全息圖的記錄距離d計(jì)算非傍軸像差校正因子矩陣λ²(x²+y²+d²)²/d²，其中，λ為記錄激光波長(zhǎng)，x，y為全息圖上點(diǎn)的位置坐標(biāo)；

(b)對(duì)無(wú)透鏡傅里葉變換數(shù)字全息圖矩陣與非傍軸像差校正因子矩陣相乘的結(jié)果按照fx=x(x2+y2+d2)1/2]]>fy=y(x2+y2+d2)1/2]]>進(jìn)行坐標(biāo)變換，完成非傍軸像差校正，f_x、f_y分別為x、y在頻域中的坐標(biāo)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1的一種非傍軸和離焦像差的數(shù)值校正方法，其特征在于所述步驟(3)包括下述步驟：

(a)取Δd＝n×Δ，其中，n為整數(shù)，Δ為循環(huán)步進(jìn)值，Δd為無(wú)透鏡傅里葉變換全息圖的離焦量，即物體和參考光點(diǎn)源到CCD的距離差；

(b)得到修正距離D，為D＝1/[1/d-1/(d+Δd)]；

(c)根據(jù)全息圖的修正距離D計(jì)算離焦像差校正因子矩陣exp[jk(x²+y²)/2D]，其中，j為虛數(shù)，k為波數(shù)；

(d)將非傍軸像差校正之后的全息圖乘以上述矩陣，對(duì)其進(jìn)行離焦像差校正。

4.根據(jù)權(quán)利要求1的一種非傍軸和離焦像差的數(shù)值校正方法，其特征在于所述步驟(5)包括下述步驟：

(a)對(duì)全息圖的數(shù)值再現(xiàn)像矩陣取絕對(duì)值；

(b)截取再現(xiàn)像的正一級(jí)部分或者負(fù)一級(jí)部分；

(c)對(duì)所截取的部分進(jìn)行強(qiáng)度積分，獲得一積分值；

(d)通過(guò)連續(xù)改變步驟3(a)中的n，保持循環(huán)步進(jìn)值Δ不變的情況下，改變離焦量Δd，再次完成步驟3(b)到步驟5(c)，獲得一系列強(qiáng)度積分值；

(e)根據(jù)上述步驟5(d)得到的一組積分值擬合得到一條曲線；

(f)通過(guò)對(duì)上述曲線求導(dǎo)數(shù)得到其拐點(diǎn)位置，并將拐點(diǎn)的x軸坐標(biāo)值n′作為數(shù)值再現(xiàn)像數(shù)值聚焦平面的理想位置，若此時(shí)的n＝n′，全息圖的最佳修正距離d′＝1/[1/d-1/(d+n′×Δ)]。