Digital holographic microscopy with phase-shift-free structured illumination

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When structured illumination is used in digital holographic microscopy (DHM), each direction of the illumination fringe is required to be shifted at least three times to perform the phase-shifting reconstruction. In this paper, we propose a scheme for spatial resolution enhancement of DHM by using the structured illumination but without phase shifting. The structured illuminations of different directions, which are generated by a spatial light modulator, illuminate the sample sequentially in the object plane. The formed object waves interfere with a reference wave in an off-axis configuration, and a CCD camera records the generated hologram. After the object waves are reconstructed numerically, a synthetic aperture is performed by an iterative algorithm to enhance the spatial resolution. The resolution improvement of the proposed method is proved and demonstrated by both simulation and experiment.
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