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全息术可以完整的记录和再现任意一个三维物体的振幅和相位信息,再现像具有明显的立体感。非相干全息术与传统的全息术相比具有明显的优势。它降低了对光源相干性的要求,将全息术的应用范围从相干光扩展到非相干光领域中,在非相干光照射物体的条件下就能记录得到物体的全息图。非相干全息术在信息显示和显微成像领域具有很高的研究价值。 本文首先介绍了全息术的基本原理和分类,然后详细分析了全息术的记录和再现过程。针对数字全息术的几种再现算法进行了对比研究。阐述了非相干全息术的提出背景、基本原理和研究进展,并详细分析了菲涅尔非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography, FINCH)的工作原理。综述了FINCH的研究进展,主要包括FINCH系统装置改进、SLM上加载的相位模式的研究等。 研究相移技术对非相干数字全息术记录和再现过程的影响。在记录过程中,分别采用了不同的相移步数以及相移增量,并通过对比信噪比,分辨率以及相关系数等来评价这些方法对记录全息图和重建像质量的影响。 研究了空间光调制器(Spatial Light Modulator,SLM)的相位调制特性原理,测量并校正了纯相位液晶空间光调制器的相位调制特性曲线。SLM是FINCH系统中的关键性器件。近年来基于SLM的全息成像技术受到越来越多的研究。分析和总结了空间光调制器在FINCH系统中的重要作用。 基于对FINCH系统的理论分析,在实验室里做了一些相关实验:1)FINCH的模拟实验,从模拟实验结果中可以得出:白光菲涅耳非相干数字全息术可以在单通道、无运动的方式的情况下实现三维物体的快速完整地记录和再现;2)搭建FINCH系统光路,研究分别在SLM上加载一个平面波和一个球面波相位,以及加载两个球面波相位情况下,对系统成像分辨率的影响;3)研究在SLM上加载两个球面波的模式下,不同再现距离对实验结果的影响。