Stokes参数法同轴偏振全息术及其应用

• 作 者: 王娟
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: stokes参数法 像面全息 偏振检测 成像质量

普通照相只能得到物体的光强分布,只能再现出原物体的平面像,而全息照相不仅可以再现出物体的光强分布,而且还可以再现出物体的相位分布,从而得到原物体的立体像。数字全息和数字显微全息都是在光学全息的基础上,以CCD等光电耦合器件取代了传统的干版,并在计算机中进行编程数字再现,并且通过计算的方法消除同轴全息中零级像和孪生像的干扰,改善成像质量。本文是在偏振检测的基础上,以Stokes参数法作为再现算法,将其应用到数字全息和数字显微全息实验中,不仅快速得到物体的信息,还消除了零级像和孪生像的干扰,改善了成像质量。　　
首先,在数字全息术中利用偏振态互相垂直的物光和参考光进行叠加,利用偏振检测的方法记录全息图,然后利用Stokes参数作为再现算法,从而唯一地确定物体的二维偏振特性。在实验上实现了对振幅物体和位相物体的成像,并实现对物体偏振态的检测。通过实验验证,该系统可以实现远距离传输,现在已经成功实现了100cm的测量。该方法与其他用单束参考光测量偏振特性的方法相比,光路更加简单,容易操作,而且没有透镜的失常、倾斜以及未对准对实验带来的误差和位相差。　　
然后,在数字显微全息方面,在经典数字显微全息成像的基础上引入微小变量,利用偏振检测的方法进行显微全息图的记录,通过Stokes参数作为再现算法,从而唯一地确定物体的二维偏振特性,并且引入厚度公式,在二维的基础上通过位相与厚度之间的关系,得到微观物体的三维信息,在实验上实现了对位相物体以及双层物体的成像,该系统的分辨率可达到1μm。而这个微小变量的引入,对于以后进行反射法像面显微全息的实验做了铺垫。数字全息显微术以非接触的方式测量、记录样本,对样本的损害非常小,因而可以如实记录样本的原始结构,该实验系统在细胞检测、微观粒子成像、多层物体成像等方面尤其在对细胞及亚细胞大小物体的观察测量方面都有很大的发展前景。