显微数字全息中的3维信息重建 被引量：6

1

作者 王华英 赵宝群 +1 位作者 廖薇 徐贺华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2263-2266,共4页

通过理论分析和模拟验证,研究了基于横向剪切的数字全息相位重建方法,分析并指明了详细的重建过程,提出了利用平坦区域相位数据进行线性拟合,从而获得线性相位畸变系数的方法,并指出对原始包裹相位图进行1维相位展开是横向剪切法重建数... 通过理论分析和模拟验证,研究了基于横向剪切的数字全息相位重建方法,分析并指明了详细的重建过程,提出了利用平坦区域相位数据进行线性拟合,从而获得线性相位畸变系数的方法,并指出对原始包裹相位图进行1维相位展开是横向剪切法重建数字全息相位信息的前提。对无噪声及含有噪声的全息图进行了数值重建,结果表明:对于弱噪声干扰的全息图,该方法很有效;而对于较强噪声干扰的全息图,采用中值滤波方法对原始相位图进行滤波后再重建,并对重建的相位图再次进行中值滤波,可以得到高质量的再现像;减小再现像平面抽样间隔,使剪切相位图中相邻的两个像元之间相位差的最大值小于2π,才可以获得正确的相位重建。 展开更多

关键词 数字全息术 显微数字全息 重建 相位 横向剪切

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显微数字全息重构透明物体相位 被引量：1

2

作者 钱晓凡 吕晓旭 钟丽云 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期42-43,共2页

测量透明物体的相位是重构透明物体(如生物组织)三维形貌的基础,文章用显微镜物镜、压电陶瓷和CCD建立了一套测量微小透明物体相位的显微数字全息光路,对平面光场通过透明物体后相位被调制,经显微物镜后在像面上用CCD记录全息图时的光... 测量透明物体的相位是重构透明物体(如生物组织)三维形貌的基础,文章用显微镜物镜、压电陶瓷和CCD建立了一套测量微小透明物体相位的显微数字全息光路,对平面光场通过透明物体后相位被调制,经显微物镜后在像面上用CCD记录全息图时的光场分布,以及数字全息重构相位的过程与计算公式进行了推导,给出了相关的计算,同时讨论了全息图记录条件。 展开更多

关键词 显微数字全息 相位重构 透明物体 相移

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预放大离轴菲涅耳数字全息显微技术 被引量：8

3

作者 高本利 顾济华 +1 位作者 周皓 张雯 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期706-710,共5页

预放大离轴全息方法引入了高数值孔径显微物镜,放大了物体的精细结构,使得全息图的信息量更容易与CCD的抽样能力相匹配,与同轴全息显微技术相比,只需拍摄一张全息图,操作简单,具有良好的应用价值。依据全息理论和菲涅耳衍射理论,推导出... 预放大离轴全息方法引入了高数值孔径显微物镜,放大了物体的精细结构,使得全息图的信息量更容易与CCD的抽样能力相匹配,与同轴全息显微技术相比,只需拍摄一张全息图,操作简单,具有良好的应用价值。依据全息理论和菲涅耳衍射理论,推导出预放大离轴菲涅耳全息显微系统中CCD记录面的二维光波信息。设计了采用平面光波作为参考光的透射式数字全息显微系统,并对系统分辨率进行了分析。利用该系统对新鲜的洋葱细胞样本和百合的茎细胞样本进行了实验研究,得到了其高分辨率的再现像。 展开更多

关键词 数字全息显微 预放大菲涅耳全息 分辨率

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数字全息显微中的准直光再现 被引量：1

4

作者 王华英 王广俊 +2 位作者 谢建军 赵洁 王大勇 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期131-133,136,共4页

为了准确重建微小物体三维物场,采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了如何用准直光重建大数值孔径数字全息图,分析了用球面参考光波再现失效的原因,得到了位相重建的表达式;分析了由于记录距离和参考点源偏置的测量误差而导致... 为了准确重建微小物体三维物场,采用理论分析与计算机模拟相结合的方法,研究了如何用准直光重建大数值孔径数字全息图,分析了用球面参考光波再现失效的原因,得到了位相重建的表达式;分析了由于记录距离和参考点源偏置的测量误差而导致位相重建像的畸变,作了计算机模拟验证。结果表明,对于强度重建,只要能够记录高质量的全息图,就可以得到准确的再现结果;而对于三维物场重建,只有准确测量记录距离和参考点源的偏置,才能得到准确的再现结果;由于距离的测量误差,导致再现光波场的位相分布出现了二次函数调制畸变,因此,实验过程中精确测量这两个参量是至关重要的。 展开更多

关键词 全息 数字全息显微 三维重建 准直光

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反射式离轴数字全息显微光强参数研究 被引量：1

5

作者 马宏伟 关志阳 +1 位作者 董明 王豆豆 《西安科技大学学报》 CAS 北大核心 2019年第2期303-308,共6页

为了探究光强参数对于反射式离轴数字全息显微再现像质量的影响,概述了数字全息显微技术的研究现状以及影响全息图再现像质量的因素,基于菲涅尔衍射积分,论述了离轴数字全息图的记录与再现像过程,分析了一定记录距离下物光和参考光光强... 为了探究光强参数对于反射式离轴数字全息显微再现像质量的影响,概述了数字全息显微技术的研究现状以及影响全息图再现像质量的因素,基于菲涅尔衍射积分,论述了离轴数字全息图的记录与再现像过程,分析了一定记录距离下物光和参考光光强比对于全息图再现像质量的影响。通过控制物光路以及参考光路中滤光片的滤光能力来实现不同的物参光强比,从而记录下标准分辨率板的反射式显微全息图并进行重构。其实验结果表明:在记录距离已知的情况下,物光和参考光的光强比对反射式显微全息图再现像质量有着显著影响。因此在保证其他实验条件不变的情况下,确定适当的物参光强比是提高全息图质量的关键。通过理论分析,确定了实验的记录距离,并对该记录距离下的频谱图进行分析,验证记录距离的正确性。在相同记录距离下进行不同物参光强比下的对比实验,确定了可以实现较好重构效果的物参光强比范围。实验结果亦为进一步研究基于反射式数字全息的三维重构提供了理论依据与技术条件。 展开更多

关键词 数字全息显微 再现像 重构距离 物参光强比

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像前与像后预放大与数字全息显微成像比较 被引量：1

6

作者 赵宝群 栗军香 +1 位作者 江夏男 朱巧芬 《影像科学与光化学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期68-74,共7页

随着数字全息显微技术在医学影像信息处理领域的广泛应用,本文对其影像信息系统进行了研究。基于菲涅耳衍射公式和线性系统理论,对像前及像后预放大数字全息显微成像过程进行了理论分析,推导了系统的点扩散函数,分析了系统成像的横向分... 随着数字全息显微技术在医学影像信息处理领域的广泛应用,本文对其影像信息系统进行了研究。基于菲涅耳衍射公式和线性系统理论,对像前及像后预放大数字全息显微成像过程进行了理论分析,推导了系统的点扩散函数,分析了系统成像的横向分辨率,并对这两种系统的成像性能进行了比较,最后利用分辨率测试板进行了实验验证。 展开更多

关键词 数字全息 数字全息显微 预放大数字全息术 横向分辨率

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一种离轴数字全息显微相位自动补偿方法 被引量：2

7

作者 马树军 刘炜华 周鹏飞 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期847-851,共5页

在离轴数字全息显微技术中,离轴光路往往在数字参考光重建过程中导致倾斜的相位畸变,严重影响重建质量.采用一种畸变相位自动补偿的方法,对数字全息重建过程进行研究.通过对全息图的频域图进行处理,找到+1级像和零级像所成角度的对应关... 在离轴数字全息显微技术中,离轴光路往往在数字参考光重建过程中导致倾斜的相位畸变,严重影响重建质量.采用一种畸变相位自动补偿的方法,对数字全息重建过程进行研究.通过对全息图的频域图进行处理,找到+1级像和零级像所成角度的对应关系,利用多像素坐标计算,得到相应的倾斜数字参考光.利用倾斜的数字参考光进行数字重建,再通过对重建相位图进行二值化处理,利用最大连通区域判定找到最佳补偿相位,实现相位的自动补偿.实验证明方法效果较好,能实现自动消除一次相位畸变的功能. 展开更多

关键词 离轴 数字全息显微 相位补偿 连通区域

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数字全息显微中的相位像差自动补偿算法 被引量：2

8

作者 马树军 方锐 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1591-1595,共5页

结合图像分割技术提出了一种用于数字全息显微成像的相位像差自动补偿算法.首先,采用最小二乘拟合算法对包含被测物体的解包裹相位图进行粗略的补偿,在此基础上,利用图像分割算法对其背景区域进行分割,获得不含被测物体的解包裹相位图.... 结合图像分割技术提出了一种用于数字全息显微成像的相位像差自动补偿算法.首先,采用最小二乘拟合算法对包含被测物体的解包裹相位图进行粗略的补偿,在此基础上,利用图像分割算法对其背景区域进行分割,获得不含被测物体的解包裹相位图.最后,对其进行最小二乘拟合从而实现相位像差的精确补偿.传统的数字全息显微技术需要通过手工检测背景区域来解决相位像差补偿的问题.然而,本文方法既不需要人工干预,也不需要光学设置的先验知识,即可实现相位像差的自动补偿.通过搭建的数字全息显微实验平台验证了所提算法的可行性和准确性. 展开更多

关键词 图像分割 数字全息显微 像差补偿 解包裹相位图 最小二乘拟合

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数字显微全息中透镜组成像实验参数研究

9

作者 朱岗 唐丽丽 +1 位作者 王秋宽 杨岩 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期28-30,共3页

在数字显微全息中,引入显微物镜之后,物体通过显微镜后所成像的位置难以确定,CCD接收到的图像的放大倍数并不是显微镜标示的放大倍数而是一不确定值,并且CCD离物体所成像的距离太近不能重建出清晰的图像。针对这些问题,提出当物体放置... 在数字显微全息中,引入显微物镜之后,物体通过显微镜后所成像的位置难以确定,CCD接收到的图像的放大倍数并不是显微镜标示的放大倍数而是一不确定值,并且CCD离物体所成像的距离太近不能重建出清晰的图像。针对这些问题,提出当物体放置位置固定时,讨论在能重建出清晰图像的前提下,CCD与像之间满足的关系;CCD的放置位置固定时,给出物体的放置位置与CCD位置之间的关系。实验结果表明:经过透镜组之后,CCD放置在通过算法算出的距离之内时,能重现出清晰的全息图,当不满足物体与CCD之间的关系时,重现图质量较差。 展开更多

关键词 数字显微全息 透镜组 位置关系

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数字全息显微术应用于微器件的测量研究

10

作者 王红军 李方方 《西安工业大学学报》 CAS 2014年第2期94-98,共5页

利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法... 利用数字全息显微测量的方法进行微器件测量,以实现微小形变或者微小位移的测量,继而进行反馈调节,实现实时监测.在学习数字全息的基本理论的基础上,建立无预放大数字全息显微测量系统,对MEMS微器件进行测量.基于菲涅耳近似的再现算法编写了数字全息再现的程序,用频谱滤波的方法对全息图中对图像质量有严重影响的零级项、孪生像进行了有效的抑制,从而使成像质量得到提高,最终获得了其再现三维轮廓,刻槽深度为160nm,栅距为430μm. 展开更多

关键词 数字全息显微 菲涅耳近似 三维轮廓测量 成像质量

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采用长工作距离物镜的低噪声相移数字全息显微研究 被引量：2

11

作者 惠倩楠 段存丽 +2 位作者 冯斌 王凡 郭荣礼 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第12期72-79,共8页

在数字全息显微技术中,为了提高测量精度,提出了一种利用长工作距离物镜的相移数字全息显微的测量装置和方法。该装置采用LED作为照明光源,可以有效地抑制相位噪声,提高了重建精度。通过在长工作距离物镜和样品之间加入分光棱镜的方法,... 在数字全息显微技术中,为了提高测量精度,提出了一种利用长工作距离物镜的相移数字全息显微的测量装置和方法。该装置采用LED作为照明光源,可以有效地抑制相位噪声,提高了重建精度。通过在长工作距离物镜和样品之间加入分光棱镜的方法,构建了一种准物参共路的迈克尔逊干涉仪。该装置结构简单,调整方便,在部分相干光照明时,容易实现干涉。重建时,采用盲相移干涉技术,结合两步盲相移算法,重建出物体的表面相位分布。实验中,分别采用LED照明和He-Ne激光照明,测量了一个反射式USAF1951分辨率板的高度分布。结果表明,两者的测量结果相互吻合,但是LED照明时的噪声与激光照明时相比降低了70%。此外,为了进一步验证装置的有效性,使用该装置对刻于硅基底的微纳矩形台阶进行测量,测量结果与标称值具有良好的一致性,表明该装置在微结构的形貌测量方面有广阔的应用前景。 展开更多

关键词 数字全息显微 相移干涉 准物参共路 部分相干光

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数字显微全息中颗粒重建数值模拟

12

作者 曲瑞陽 吴学成 +4 位作者 高翔 吴迎春 陈玲红 G.Grehan 岑可法 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1647-1653,共7页

采用数值模拟方法研究了颗粒空间位置及间距对显微全息测量结果(颗粒位置和粒径)的影响,分别考察了颗粒在平行和垂直光轴方向上,电荷耦合元件(CCD)平面内不同间距和不同粒径情况下的颗粒重建结果,讨论了灰度阈值对颗粒识别的影响,并结... 采用数值模拟方法研究了颗粒空间位置及间距对显微全息测量结果(颗粒位置和粒径)的影响,分别考察了颗粒在平行和垂直光轴方向上,电荷耦合元件(CCD)平面内不同间距和不同粒径情况下的颗粒重建结果,讨论了灰度阈值对颗粒识别的影响,并结合实验对实际拍摄得到的颗粒全息图进行重建分析.结果表明:在垂直光轴方向上,当记录距离分别为5、50、100μm时,可以识别出粒径均为1μm的双颗粒的最小间距分别对应为1、2、2μm;在平行光轴方向上,记录距离分别为5、50、100μm时,可以识别出粒径均为1μm的双颗粒的最小间距分别对应为2、8、16μm;在重建过程中,灰度阈值应设定为不小于0.5. 展开更多

关键词 微流场 数字显微全息 颗粒间距 灰度阈值 误判率

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数字全息显微中自动调焦技术及其应用(封面文章)(特邀) 被引量：4

13

作者 王宇 温凯 +4 位作者 张美玲 马英 刘旻 郑娟娟 郜鹏 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期1-25,共25页

数字全息显微技术(Digital Holographic Microscopy,DHM)将光学干涉和光学显微技术相结合,为微观物体的三维形貌、透明物体的厚度/折射率分布提供了一种快速、无损测量手段。数字全息显微可以通过计算机模拟物光波的衍射传播以实现对被... 数字全息显微技术(Digital Holographic Microscopy,DHM)将光学干涉和光学显微技术相结合,为微观物体的三维形貌、透明物体的厚度/折射率分布提供了一种快速、无损测量手段。数字全息显微可以通过计算机模拟物光波的衍射传播以实现对被测样品的数字调焦。然而,这一过程需要事先知道全息图到物体像面的距离(文中称为离焦距离)。如何自动获得离焦距离一直是数字全息显微技术中的研究热点。为此,文中着重介绍了基于锐度度量、能量集中度、振幅模量分析、稀疏度测量以及不同照明调制的离焦量获取方法。利用该离焦量可以实现对运动样品或动态过程的自动调焦,为运动物体或动态过程的跟踪观测和实时干预提供了有力手段。此外,文中还介绍了数字全息显微自动调焦技术在细胞、三维粒子场上成像、识别和追踪以及生物组织三维成像等方面的应用。 展开更多

关键词 数字全息显微 自动调焦 数字再现 粒子场测量 三维成像

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基于数字全息显微技术的光聚合物折射率测量

14

作者 李伟霞 黄素娟 +2 位作者 闫成 夏胜利 尹伟豪 《应用科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期179-189,共11页

提出了一种基于数字全息显微技术(digital holographic microscopy,DHM)的光聚合物折射率测量方法。采用马赫-曾德尔离轴干涉系统记录光聚合物的数字全息图,用混合重建算法提取高精度的相位分布。结合光学轮廓仪测量的光聚合物的形貌分... 提出了一种基于数字全息显微技术(digital holographic microscopy,DHM)的光聚合物折射率测量方法。采用马赫-曾德尔离轴干涉系统记录光聚合物的数字全息图,用混合重建算法提取高精度的相位分布。结合光学轮廓仪测量的光聚合物的形貌分布,通过图像配准得到光聚合物的折射率分布。定量分析了光聚合物在紫外固化过程中的折射率变化,利用DHM获取光聚合物的动态相位分布,进而得到光聚合物的动态折射率分布,绘制了平均折射率随曝光时间的变化曲线。该方法可用于揭示微光学元件的光学性能,以设计高质量微光学系统。 展开更多

关键词 数字全息显微技术 全息图 相位提取 光聚合物折射率 紫外固化过程

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基于数字全息显微成像的活精子检验技术进展

15

作者 沈子春 卞殷旭 +2 位作者 贺融 罗茂 王家雄 《临床检验杂志》 CAS 2023年第10期758-763,共6页

精子质量分析是男性生育力评估最基础的量化评估方法之一。虽然精子质量评估的方法已经发展数十年,但是目前仍迫切需要一种无需化学处理、无需染色或荧光标记、无物理侵入、大视场、高分辨和3D空间清晰表征的精子细胞成像技术。数字全... 精子质量分析是男性生育力评估最基础的量化评估方法之一。虽然精子质量评估的方法已经发展数十年,但是目前仍迫切需要一种无需化学处理、无需染色或荧光标记、无物理侵入、大视场、高分辨和3D空间清晰表征的精子细胞成像技术。数字全息显微技术就是满足上述条件的一种方法,能够实现高分辨率成像、高速记录和高精度三维空间定位。该文从数字全息显微成像技术原理、活精子细胞全息显微成像技术、活精子细胞3D运动轨迹量化追踪、人工智能深度学习精子识别与统计算法等技术进展与应用进展方面,对基于数字全息显微技术的无标记活精子检测技术进行了综述。 展开更多

关键词 数字全息显微成像 精子 3D成像

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基于光学显微平台的离轴数字全息显微系统的实现与标定

16

作者 肖雨琪 张帆 《激光杂志》 CAS 北大核心 2021年第12期181-185,共5页

为了在普通光学显微平台上实现对细胞生物样品的三维动态成像,设计光学显微平台与Mach-Ze-hnder干涉系统相结合的离轴数字全息显微测量系统,并且提出用连续高度变化的楔形样品对系统进行标定。介绍离轴数字全息显微的原理;基于倒置显微... 为了在普通光学显微平台上实现对细胞生物样品的三维动态成像,设计光学显微平台与Mach-Ze-hnder干涉系统相结合的离轴数字全息显微测量系统,并且提出用连续高度变化的楔形样品对系统进行标定。介绍离轴数字全息显微的原理;基于倒置显微镜设计和搭建离轴数字全息显微系统;制备连续高度变化的楔形样品来标定离轴数字全息显微系统,并与白光干涉仪结果进行比较;通过测量出离轴数字全息系统可分辨的干涉条纹最小小数部分来实现系统的标定。实验结果证明了结合光学显微平台的离轴数字全息显微系统在样品三维测量上的优势,本系统能够分辨22.6 nm的高度变化量,因此,本系统的轴向分辨率应优于23 nm。 展开更多

关键词 光学显微平台 数字全息显微 离轴 楔形样品 标定

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透射式数字全息显微镜

17

作者 张立新 《西安工业大学学报》 CAS 2021年第4期460-460,共1页

数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误... 数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误差抑制技术、再现距离和再现参考波矢量的调整、数字全息显微技术的标定技术及相位快速重建等关键技术。系统可实现微观形貌的纳米级测量、并可延伸至动态测试。 展开更多

关键词 数字图像处理 软件系统 数字全息显微 光学系统 透射式 全息干涉 光学全息 显微成像

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透射式数字全息显微镜

18

作者 张立新 《西安工业大学学报》 CAS 2020年第1期120-120,共1页

数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误... 数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误差抑制技术、再现距离和再现参考波矢量的调整、数字全息显微技术的标定技术及相位快速重建等关键技术。系统可实现微观形貌的纳米级测量、并可延伸至动态测试。 展开更多

关键词 数字图像处理 软件系统 数字全息显微 光学系统 透射式 全息干涉 光学全息 显微成像

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透射式数字全息显微镜

19

作者 张立新 《西安工业大学学报》 CAS 2021年第5期571-571,共1页

数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误... 数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误差抑制技术、再现距离和再现参考波矢量的调整、数字全息显微技术的标定技术及相位快速重建等关键技术。系统可实现微观形貌的纳米级测量、并可延伸至动态测试。 展开更多

关键词 数字图像处理 软件系统 数字全息显微 光学系统 透射式 全息干涉 光学全息 显微成像

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透射式数字全息显微镜

20

作者 张立新 《西安工业大学学报》 CAS 2020年第6期680-680,共1页

数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误... 数字全息显微镜是将光学全息技术、数字图像处理和显微成像相结合的测量方案。设计了基于透射全息干涉原理的光学系统,研制了透射式数字全息显微测试系统样机。整个系统包括光学系统、光机系统和软件系统,主要解决了数字全息显微技术误差抑制技术、再现距离和再现参考波矢量的调整、数字全息显微技术的标定技术及相位快速重建等关键技术。系统可实现微观形貌的纳米级测量、并可延伸至动态测试。 展开更多

关键词 数字图像处理 软件系统 数字全息显微 光学系统 透射式 全息干涉 光学全息 显微成像

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