數字全息技術中雙CCD鏡像重疊位置的調節與標定

潘 云，潘衛清

(1.南京航空航天大學 金城學院 實驗中心，江蘇 南京 211156; 2.浙江科技學院 理學院，浙江 杭州 310023)

引言

數字全息技術的思想最早于1967年由J. W. Goodman和R. W. Lawrence提出[1-2]，其基本原理是用CCD、MOS或電荷注入器件CID等光敏電子成像器件代替全息干板來記錄物光和參考光形成的干涉條紋，并直接存儲到計算機中，然后利用菲涅耳衍射理論通過計算機數字模擬光的反向衍射來再現被記錄物光波前的復振幅光場[3]，從而實現對物體的非接觸、無預處理的三維立體成像和測量。隨著科技的進步，大規模集成電路的快速發展，CCD的技術不斷成熟，其成本也較MOS和CID的低廉，目前已被廣泛應用于數字全息圖的記錄。因此，該技術已廣泛應用于顯微觀測、三維形貌識別[4]、粒子場測量[5]、微電子機械和微光學分析[6-7]、微生物相襯顯微成像[8]、振動形變測量與信息加密[9]等，所涉及的應用領域包括光學、生命科學、微電子、微光機電系統和材料科學等。現階段數字全息技術的研究主要集中于實驗方法的優化、再現算法的研究、再現像分辨率和精度的提高等方面。

數字全息技術與傳統光學全息技術的最大區別在于記錄介質和再現過程的不同，CCD作為數字全息的記錄介質，其作用就如一個裝載信息的容器，其信息容量的大小決定了全息圖所能記錄的最大信息量，因此決定了數字全息技術的最終性能。然而與傳統光學全息所使用的全息記錄介質的大尺寸(100 mm×100 mm以上)和很高的空間分辨率(5 000 lp/mm，線對)相比，目前CCD等光敏電子成像器件的像素尺寸仍比較大(約1.75 μm)，幾乎相差一個數量級。……