数字全息术及其应用39页PPT
数字全息术及其应用
数字全息术在安全监控、军事 侦察、通信加密等领域也有潜 在的应用价值。
未来发展方向
1
数字全息术需要进一步发展高分辨率和高灵敏度 的图像传感器和显示器，以提高图像质量和稳定 性。
2
数字全息术需要进一步研究高效的算法和计算技 术，以实现更快速的计算和数据处理。
3
数字全息术需要进一步探索与其他技术的结合， 如人工智能、机器学习等，以拓展应用领域和提 高应用效果。
防伪鉴别
利用数字全息技术可以生成具有唯一 性的光学防伪标签，用于产品的真伪 鉴别。
生物医学成像
显微成像
数字全息术可以用于显微成像，提供高分辨率的细胞和组织结构细节。
生物样品成像
利用数字全息技术可以对生物样品进行无损、无标记的成像，观察细胞和组织的结构和功能。
04
数字全息术面临的挑战与前 景
技术挑战
液晶显示生成全息术的优点在于其低成本和易于集成，适用于需要小型化和轻量 化的场合。此外，液晶显示还可以与其他技术相结合，如柔性显示技术等，实现 可弯曲的全息显示。
03
数字全息术的应用领域
光学信息处理
光学图像处理
数字全息术能够用于光学图像的 处理，包括图像增强、去噪、复 原等，提高图像的清晰度和质量 。
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数字全息术的实际应用案例
数字全息术的实际应用案例 在光学信息处理中的应用案例
光学信息处理
数字全息术在光学信息处理领域的应用包括全息干涉计量、全息光学元件、全息存储器 等。通过数字全息技术，可以实现高精度、高分辨率的光学信息处理和存储，提高光学
系统的性能和稳定性。
3D显示
数字全息术在3D显示领域的应用包括全息投影和全息电视等。通过数字全息技术，可 以实现高清晰度、高逼真的3D显示，为观众提供沉浸式的视觉体验。
现代光学第4章 光学全息 数字全息的原理及激光散斑
第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
4.3 像 全 息 图
如果将记录介质放在透镜的成像面上，参考光不经过 透镜而直接入射到记录介质上，这样记录的全息图称为像 全息图。图4.3-1所示为像全息图的记录光路，其中物是三 维的。
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
图 4.3-1 像全息图的记录光路
(4.1-24)
式中: 正、负号分别对应于原始像和共轭像。由式(4.1-24) 可见，原始像和共轭像的视觉放大率相同，但在空间的正 倒相反。
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
4.1.4 全息图的分类 全息图按记录时感光介质平面上的光波场分布可分为
菲涅耳全息图、傅里叶变换全息图、像全息图和无透镜全 息图。记录前三种全息图时物面与记录平面的相对位置如 图 4.1-2 所示。记录无透镜全息图时物面与记录平面的相 对位置如图4.1-1所示。
(4.1-15) 比较式(4.1-14)和式(4.1-15)，即可求得物像关系为
(4.1-16)
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
并由此求得像点的坐标(xi，yi，zi)为 (4.1-17)
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
在全息再现过程中，一种最常用的方法是用原参考光 作为照明光。于是有xC=xR，yC=yR， zC=zR和μ=1，上述物 像关系可大大简化。
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
图 4.1-2 全息图分类示意图
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第4章 光学全息、数字全息的原理及激光散斑
4.2 傅里叶变换全息图
4.2.1 标准傅里叶变换全息图 1. 标准傅里叶变换全息图的记录 记录标准傅里叶变换全息图的光路如图4.2-1所示。
数字全息原理
重现阶段
在重现阶段，记录下来的干涉图案被用作全 息图。一个与参考光束相同的激光束照射到 全息图上，产生一个复制品，称为全息图的 再现光束。这个再现光束与原始的物光孪生 光束不同，因为它缺少了物体的三维信息。 但是，当它通过一个合适的滤波器时，它可 以重新生成原始物体的图像
3
全息图的记录和重现
全息图的记录通常使 用干涉图案的数字表 示形式，这可以通过 一个数字传感器来实 现。在重现阶段，使 用一个激光束照射全 息图，并使用一个合 适的滤波器来提取原 始物体的图像。滤波 器的作用是从全息图 的再现光束中提取与 原始物体相关的信息
全息图的数字化处理
在数字全息中，全息图的数字化处理是非常重要的。数字化处理包括对全息图的傅里叶变 换、滤波和逆傅里叶变换等操作。这些操作可以提取出原始物体的图像，并将其恢复到原 始空间中的位置。此外，数字化处理还可以提高图像的对比度和清晰度，使其更易于观察 和理解
4
数字全息技术被广泛应 用于许多领域，包括科 学研究、医疗诊断、安
物体的图像
2
记录阶段
在记录阶段，物体被一个激光束照亮，并通过一个分束 器将激光束分成两个部分。一部分激光束直接照射到数 字传感器上，作为物光的参考光束。另一部分激光束通 过全息物体或物体的数字表示(如数字微镜器件或液晶 显示器)，产生物光的孪生光束。这两个光束在空间中 重叠，形成干涉图案，然后被数字传感器记录下来
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它使用数字传感器来记录全息
图，并使用数字信号处理技术
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来提取和恢复原始物体的图像
数字全息技术被广泛应用于许
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多领域，包括科学研究、医疗
诊断、安全监控和娱乐等
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数字化处理可以改善图像的质 量和清晰度，使其更易于观察 和理解
相移数字全息术
王旭辉 12121717
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目录
1
数字全息术
2 数字全息中的数字图像处理技术
3
相移数字全息术
4 相移数字全息实验结果与分析
2
1，数字全息术
? 数字全息技术实现了全息图记录、存储、处理、重现和显 示等全过程的数字化。
图1-1 ，数字全息术
3
1.1，与传统全息术的区别
? 与电学相对应，可将该常数值称为数字全息的直流分量， 在平面参考光下，通过求全息图各点的强度的平均值可 以得到该直流分量。
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2.2，全息图减平均值法
? 可以通过用数字全息图各点强度值减去强度平均值 Idc 来 实现，即：
I '?k,l ?? I ?k,l ?? IDC （2-1）
这种方法只适用于参考光强度分布均匀的情况。
? 在相同的实验条件下，改为同轴记录方式，利用四步相移 数字全息，实验结果如图4-2 所示。
图4-2 ，同轴四步相移再现结果图
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4，相移数字全息实验结果与分析
? 通过上述实验的比较可以看出，在相同的实验条件 下，同轴相移数字全息术比离轴数字全息技术优越。
? 尤其是当记录物体较大时，原始像、共轭像和零级像 没有完全分离，不能使用频谱滤波等方法去除零级像 和共轭像，同轴相移数字全息可以很好的解决这个问 题。
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3.1，基本原理——记录过程
图3-1 ，相移法数字全息原理图
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3.1，基本原理——记录过程
? 相移数字全息术与普通的数字全息术相比较 ? 相同之处：记录的基本理论完全相同，都是基于菲涅尔一
基尔霍夫衍射原理，让物光与参考光在记录面上相干叠加 形成包含物光振幅和相位信息的干涉图，并被 CCD 离散 抽样记录。
数字全息技术ppt课件
②对离轴全息需同时满足分离条件
全息图分类：同轴、离轴菲涅耳全息；同轴、离轴无透镜傅里叶变 换全息；像全息(+MO无透镜傅里叶变换全息情况）
.
数字全息成像基本原理
2.物光波重建：
位相恢复：u(x, y)r*(x, y) r(x, y) u(x, y)
逆向传播得到聚焦像：u(x, y) 畸变 矫正
o(x0, y0 )
o(x0 , y0 ) 2
原始物光场 原始物光场强度分布
argtanIm(o(x0, y0)) Re(o(x0, y0))
原始物光场位相分布（包裹位相）
.
数字全息术的应用
神经细胞 菲涅耳重建
.
数字全息术的应用
卵巢癌细胞
.
数字全息术的应用
西北工大
天津大学
北京工大 .
谢谢
.
object beam
Photographic plate
object beam
Beam splitter
CCD
Beam splitter
(a) Conventional optical holography
(b) Digital holography
.
数字全息技术概述
Digital holography: reconstruction
傅里叶光学第7章-全息术课件
4.傅里叶变换全息图
5.像全息图
6.模压全息
7.位相全息
8.彩虹全息图
9.体积全息图
10.计算全息
✓全息术的应用
1.全息显示
2.模压全息
3.全息光学元件
4.全息干涉计量
5.全息信息存储
2、波前记录与再现 p227
✓全息成像过程
1、波前记录—
用干涉法记录物光波
干涉图样的记录
2、波前再现—
胶片上的曝光强度为
2
I x, y r0 O x0 , y0 r02 O r0O r0O*
2
3、同轴全息图与离轴全息图
经过显影、定影后，负片的复振幅透过率就正比于曝光强度，即
t x, y tb O r0O r0O*
2
若用一平面波垂直照明全息图，透射光场为
jr x , y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x, y O x, y R x , y
对应的强度分布为
I x, y U x, y O x , y R x , y O x , y R * x , y O * x , y R x , y
U t x, y C0tb C0 O C0 r0O C0 r0O*
2
b) 同轴全息图的波前再现
✓物光和参考光都来自同轴，全息图透射光波中包含的四项都在同一方向传播，
无法分离；
✓在全息图的两侧距离为z0的对称位置产生物体的实像和虚像，成为孪生像；但
观察某一像时，会受到另一离焦的孪生像的干扰；
用衍射法再现物光波
2、波前记录与再现
数字全息技术在测量中的应用
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
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。
数字应用 ppt课件
随着移动互联网的普及，数字应用将更加注重移动化和社交化，满 足用户随时随地的沟通和交流需求。
数字应用对未来社会的影响
经济发展
数字应用将推动经济发展，成为新经济增长的重 要引擎，促进产业升级和转型。
社会进步
数字应用将促进社会进步，提高社会生产效率和 生活质量，推动社会文明和进步。
生活方式的改变
增强现实应用
通过增强现实技术将虚拟信息与现实 世界相结合，如导航、产品展示、营 销等领域。
04
数字应用的未来展望
数字应用的发展趋势
个性化与智ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ化
随着大数据和人工智能技术的进步，数字应用将更加注重个性化 服务和智能化体验，为用户提供更加便捷、高效的服务。
跨界融合与创新
数字应用将不断突破行业界限，实现跨界融合和创新，催生更多新 兴业态和商业模式。
优势
提高工作效率、降低成本、优化用户体验、增强数据安全性 等。
局限
对技术要求高、需要持续投入、可能引发数据安全和隐私保 护问题等。
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数字应用的主要领域
电子商务
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电子商务是指利用互联网、移 动设备和电子技术等手段进行
的商务活动。
电子商务的主要模式包括B2B 、B2C、C2C等，涉及商品或 服务的在线销售、采购、拍卖
远程办公
远程办公是指通过互联网和移动设备实现的异地办公方 式。
远程办公的主要形式包括在线会议、云办公平台等。
远程办公可以提高工作效率、降低办公成本、增强企业 灵活性。
远程办公需要注意团队协作和沟通效率，以及网络安全 和隐私保护等问题。
虚拟现实与增强现实
虚拟现实（VR）是指通过技术 手段创建的虚拟世界，用户可