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內容簡介: |
数字全息术是全息术的一个重要分支. 与早期全息术相比. 其采用CCD 记录相干条纹. 避免了复杂的化学处理. 且能实现实时记录. 在三维成像、精密测量等领域具有重要应用. 随着电子技术和计算机技术的发展. 数字全息术越来越引起人们的研究兴趣. 本书以标量衍射为基础. 深入浅出地介绍了数字全息术的相关理论与应用. 并给出了许多实例的MATLAB 代码. 这对读者快速掌握数字全息相关技术的基本理论和实现方法大有裨益. 本书可作为光电专业的高年级本科生和相关专业的研究生教材. 也可供相关领域的研究人员或工程师参考.
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目錄:
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译者的话
前言
第1 章 波动光学1
1. 1 麦克斯韦方程与波动方程1
1. 2 平面波和球面波2
1. 3 标量衍射理论3
1. 3. 1 菲涅尔衍射7
1. 3. 2 夫琅和费衍射8
1. 4 用作光学傅里叶变换器的理想薄透镜10
1. 5 光学图像处理11
习题20
参考文献21
第2 章 全息基础22
2. 1 摄影术与全息术22
2. 2 将全息图看作菲涅尔波带片的集合22
2. 3 三维全息成像26
2. 3. 1 全息放大率30
2. 3. 2 平移畸变30
2. 3. 3 色散畸变31
2. 4 时间和空间相干性33
2. 4. 1 时间相干性33
2. 4. 2 相干时间和相干长度35
2. 4. 3 广义时间相干性的一些讨论36
2. 4. 4 傅里叶变换光谱学37
2. 4. 5 空间相干性39
2. 4. 6 广义空间相干性的一些讨论41
习题43
参考文献44
第3 章 全息图的类型45
3. 1 伽博全息图和同轴全息45
3. 2 离轴全息46
3. 3 像全息图48
3. 4 菲涅尔全息图和傅里叶全息图51
3. 4. 1 菲涅尔全息图及傅里叶全息图51
3. 4. 2 无透镜傅里叶全息图54
3. 5 彩虹全息图55
习题59
参考文献60
第4 章 传统数字全息61
4. 1 采样信号和离散傅里叶变换62
4. 2 图像传感器的记录和局限69
4. 2. 1 成像器件尺寸70
4. 2. 2 像素间距70
4. 2. 3 调制传递函数71
4. 3 标量衍射的数字计算72
4. 3. 1 角谱法ASM 72
4. 3. 2 角谱法的有效性74
4. 3. 3 菲涅尔衍射法76
4. 3. 4 菲涅尔衍射法的有效性77
4. 3. 5 反向传播79
4. 4 数字全息图的光学记录80
4. 4. 1 记录方式80
4. 4. 2 孪生像和零级光的消除82
4. 5 数字全息记录及重构的仿真83
习题88
参考文献89
第5 章 数字全息术: 一些特殊技术90
5. 1 相移数字全息术90
5. 1. 1 四步相移全息术91
5. 1. 2 三步相移全息术91
5. 1. 3 两步相移全息术91
5. 1. 4 相位步长与相位误差93
5. 1. 5 并行相移全息术94
5. 2 低相干数字全息术95
5. 3 衍射断层全息术101
5. 4 光学扫描全息术104
Ⅵ
5. 4. 1 基本原理104
5. 4. 2 全息图的构造与重构106
5. 4. 3 对光学扫描全息术的直观理解109
习题110
参考文献111
第6 章 数字全息的应用114
6. 1 全息显微术114
6. 1. 1 基于显微镜的数字全息显微术114
6. 1. 2 基于傅里叶的数字全息显微术116
6. 1. 3 基于球面参考光的数字全息显微术117
6. 2 全息术中的断层术118
6. 3 相位提取123
6. 4 光学轮廓测量及形变测量126
6. 4. 1 双波长轮廓测量127
6. 4. 2 双照明轮廓测量130
6. 4. 3 形变测量131
习题131
参考文献131
第7 章 计算机生成全息术135
7. 1 迂回相位全息图135
7. 2 开诺全息图139
7. 3 迭代变换算法141
7. 4 现代快速计算方法及全息信息处理144
7. 4. 1 现代快速计算方法144
7. 4. 2 全息信息处理147
7. 5 利用空间光调制器的三维全息显示149
7. 5. 1 分辨率149
7. 5. 2 二元掩模可编程全息图150
7. 5. 3 实时显示153
7. 5. 4 缺少能够显示复函数的空间光调制器154
习题157
参考文献158
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內容試閱:
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本书对现代数字全息技术及相关实例做了简明易懂的介绍. 通过这些内容的学习. 读者可快速掌握数字全息技术.以基本光学原理为基础. 本书介绍了数字全息中的关键技术. 如相移全息术、低相干全息术、衍射断层全息术和光学扫描全息术等技术. 讨论了数字全息的相关实际应用实例. 并介绍了用以理解其工作原理的相关必要理论. 同时还在相关章节介绍了生成计算机制全息图的一些先进技术. 本书中包含了大量的MATLAB 代码. 并可从网上下载. 这些代码用来解释一些理论分析和实际应用. 如混叠、补零及采样.本书每章末尾都附有习题. 同时还提供在线的习题解答手册. 这对光学图像处理及数字全息领域的学生、研究者、工程人员来说. 是一种不可或缺的资源.Ting ̄Chung Poon 潘定中. 美国弗吉尼亚理工大学电子与计算机工程教授. 中国科学院上海光学精密机械研究所客座教授. 美国光学学会OSA 会士. 国际光学工程学会SPIE 会士.Jung ̄Ping Liu 刘荣平. 中国台湾逢甲大学光电学系教授.
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