基于轴棱锥相位变换的光学空间滤波和数字全息成像

发布时间：2025-06-19 02:02

　　轴棱锥(Axicons)是一种能够将轴上点源发出的对称光线偏折形成一条沿轴向分布的连续线段的旋转对称光学元件,具有轴向线聚焦性质。贝塞尔光束具有无衍射特性,是无衍射光场中研究和应用最为广泛的一类无衍射光束。轴棱锥具有轴对称径向线性相位变换特性,基于该特性可产生零阶贝塞尔光束;通过附加其它不同的相位调制,借助于计算全息和空间光调制器或衍射光学元件,可以产生其它高阶贝塞尔光束。基于轴棱锥相位变换特性产生的贝塞尔光束,在自准直、激光钻孔、激光等离子体产生、光镊及光学成像等领域具有重要应用。将轴棱锥用于光学成像系统,主要是利用其产生的零阶贝塞尔光束的无衍射特性,来提高成像系统的焦深和分辨率,文献中已对此进行了较多研究。本论文在基于轴棱锥相位变换产生零阶贝塞尔光束的基础上,研究分析轴棱锥相位变换对空间频谱分布及数字全息成像的影响,并给出matlab模拟结果和初步实验结果。本文的主要研究内容和创新点如下:一、基于轴棱锥相位变换产生零阶贝塞尔光束及其轴棱锥-透镜组合变换。在介绍无衍射光束理论的基础上,从多光束干涉角度对零阶贝塞尔光束的产生机理进行了物理解释。模拟了采用相位型空间光调制器实现轴棱锥相位变...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１平面衍射屏衍射??

?山东大学硕士学位论文???第二章理论基础??本章简要介绍平面衍射屏的基尔霍夫衍射理论和角谱理论、透镜的傅里叶变??换特性、光学空间滤波及数字全息基本原理等，作为后续章节的理论基矗??２．１平面衍射屏的基尔霍夫衍射理论和角谱理论??光波是矢量波，严格意义上来说应考虑其矢量特性用严....

图２－２透镜光波变换与傅里叶变换原理示意图??

?山东大学硕士学位论文???的作用就是一个相位变换，相当于一个相位型衍射屏，其相位变换函数即复振幅透??过率的函数表示为：??ｈｄｘ．ｙ）?＝?Ｐ（ｘ，ｙ）ｅｘｐ?－ｉ＾：（ｘ２?＋ｙ２）］?（２－１３）??其中，／ｃ?＝?２ｔｔ／Ａ，Ｐ〇，ｙ）是透镜孔径函数：??＝?（２－Ｈ）....

图２－３阿贝成像原理??，－

在图２－３中，Ｌ是成像透镜，Ｐｈ?Ｐ２和Ｐ３面分别是物面、空间频谱面和像面。??阿贝（Ａｂｂｅ）成像理论认为光学成像过程可分为两步：第一步是从物面到频谱面，入??射光波照？位于？！面上的物体形成物光波，物光波中所包含的不同空间频率的信??息成分对应于不同衍射方向的平面波，这些平面....

图２４光学４／系统??如果在频谱面Ｐ２上加入一个复振幅透过率为／／（＿／；，／，；）的滤波器，我们在输出??

?山东大学硕士学位论文???＞１?｜Ｐ２?．?ＩＰ３??Ｌｑ?厶２??并…■－―并…ｆ…并…－??ｆ??ｆ?ｆ??ｔ?．??图２４光学４／系统??如果在频谱面Ｐ２上加入一个复振幅透过率为／／（＿／；，／，；）的滤波器，我们在输出??面／＞３上可以得到光场的分布为：??ｇ（Ｘ３＾）....

本文编号：4050680