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基于空间光调制器的计算全息再现像放大技术
摘要
计算全息再现是一种能够将数字信息转换为实物光学影像的技术。在过去的几十年中，计算全息再现技术不断发展，包括光学全息术、数字全息术和数字光学全息术等。其中，基于空间光调制器的计算全息再现技术已成为研究热点之一，可用于生物医学影像学、遥感图像处理和安全场所监测等领域。
本文将重点介绍基于空间光调制器的计算全息再现技术，包括其基本原理、系统构成、优缺点及应用前景等方面。
关键词：计算全息再现；空间光调制器；光学全息术；数字全息术；数字光学全息术
Abstract
Thecomputationalholographicreconstructiontechnologyisatechniquethatcanconvertdigitalinformationintophysicalopticalimages.Inthepastdecades,computationalholographicreconstructiontechnologyhasdevelopedcontinuously,includingopticalholography,digitalholography,anddigitalopticalholography,etc.Amongthem,computationalholographicreconstructiontechnologybasedonspatiallightmodulatorshasbecomeoneoftheresearchhotspots,whichcanbeusedinbiomedicalimaging,remotesensingimageprocessing,securitymonitoringandotherfields.
Thispaperfocusesontheintroductionofthecomputationalholographicreconstructiontechnologybasedonspatiallightmodulators,includingitsbasicprinciples,systemcomposition,advantagesanddisadvantages,andapplicationprospects,etc.
Keywords:computationalholographicreconstruction;spatiallightmodulator;opticalholography;digitalholography;digitalopticalholography.
一、引言
计算全息再现技术是一种利用计算机数学计算和光学投影技术，将数字资料转化为三维实物场景的技术。近年来，随着数字技术的高速发展，这一技术的应用也越来越多地引起人们的关注。计算全息再现技术主要包括光学全息术、数字全息术和数字光学全息术等。其中，基于空间光调制器的计算全息再现技术是目前研究的热点之一。
本文将首先介绍计算全息再现技术的基本原理，然后重点介绍基于空间光调制器的计算全息再现技术的系统构成、优缺点及应用前景。
二、计算全息再现技术的基本原理
计算全息再现技术是一种将数字图像转换成全息图的技术，其基本原理是利用光的干涉使得数字图像被编码为全息图。光波的干涉是指两束光线相遇时，它们互相干扰并产生干涉条纹的现象。当这些光线重合时，相干的光波会相互干涉形成复杂的干涉图案。这些干涉图案可以被记录在光敏材料中，形成光学全息图。在数字全息术中，干涉图案可以直接被记录在数字板中，而数字光学全息术则将干涉图案记录在光敏面阵列中。
三、基于空间光调制器的计算全息再现技术
基于空间光调制器的计算全息再现技术是一种较新的计算全息再现技术，它采用空间光调制器来生成相干光波，通过干涉原理来实现数字图像的重建。空间光调制器是一种具有调制光学相位的装置，它能够对光的幅度、相位、极化等特性进行调控，从而实现波前的控制和改变光的传输属性。
基于空间光调制器的计算全息再现技术包括三个主要的步骤：数字全息图的生成、无损转移和再现。数字全息图的生成需要采用数字图像处理软件，将物体的二维数字信息转化成三维全息图的形式。无损转移是将数字全息图转移到光敏材料上，介质可为液晶层、空气或聚合物。最后，通过一系列的光学元件将数字全息图转换为真实的光学图像。
四、系统构成
基于空间光调制器的计算全息再现系统包括三个主要组成部分：数字全息图像的生成、空间频谱滤波器和全息再现系统。
数字全息图像的生成：根据实际需要选用相应的数字图像采集设备，如成像仪或激光扫描仪等，获得物体数字图像。将数字图像进行处理，通过调整幅度、相位等参数，生成三维全息图。数字全息图包括两部分，即物体波和参考波。参考波是一个