面彼此并排平行。
[0048] 图8示出光学设备的示例，所述光学设备包括多于一个的根据本发明的全息探测 器设备，其远端记录平面彼此在相反方向上（面对面）平行。
[0049] 图9示出光学设备的示例，所述光学设备包括不同波长、照射相同光纤束的多于 一个的光源。
[0050] 附图关键字
[0051] 1，101，201 :前记录平面（光纤束的远端）
[0052] 2 :物体
[0053] 3 :衍射光
[0054] 4 :干涉
[0055] 5 :入射光束
[0056] 6,106, 206 :相干光纤束（内窥镜或光导管）
[0057] 7,107, 207 :记录介质
[0058] 8,108, 208:光源
[0059] 9 :焦距
[0060] 10 :光源透镜
[0061] 11:L:从光纤束远端到光源的距离
[0062] 12 :记录透镜
[0063] 13 :全息探测器设备
[0064] 114, 214:分束器
[0065] sl-3 :具有特定波长带宽的点类光源
[0066] f:准直透镜的焦距
[0067] Dpl-3 :分别由光源sl-3所产生的衍射图样的延伸
【具体实施方式】
[0068] 基本概念包括使用相干光纤束或内窥镜6,也称为传像管，以便记录同轴数字全息 图。相干光纤束6由经过组织的光纤束构成，其以这样的方式组织起来：在束一侧（在束远 端的输入平面1)上形成的图像被传输到光纤束的另一侧（在束近端的输出平面），并能够 在由2D电子传感器7 (相机）记录图像的地方观察。
[0069] 随着在传像管的输入平面1处的光强分布以一定的分辨率限制被传输到传感器 7,我们会认为此光分布也就是被记录下的那个。
[0070] 图2示出了使用光纤内窥镜6或传像管记录同轴无透镜全息图的初始布局。
[0071] 物体2 (例如颗粒的3D分布）被定向光束5照明，该定向光束5能够由激光或发 光二极管照明产生。物体2以这样的方式衍射照明光束5 :在光纤内窥镜6的输入窗口 1处 衍射图样和未衍射的照明光束发生干涉。
[0072] 产生空间强度分布的干涉图样被传送到输出平面，其在此被记录强度分布的二维 传感器7所检测。此被记录的光强度分布能够被同轴全息术的通常处理所处置以用于3D 成像。注意小型光学系统如透镜也能够被放在光纤内窥镜输入平面的前面以调整实验体积 (experimentalvolume)的放大率。但是，在那种情况下，为了观察干涉条纹，物体2相对于 输入平面1应尚焦。
[0073] 必须注意到，相干光纤束6使得在用其他光学布局难以到达的位置上能够用非常 简单的方式记录强度分布。使用这种方式，能够把光纤内窥镜6的输入窗口 1直接放置成 接触微流体设备内的流体，这用图像传感器直接进行是非常复杂的。
[0074] 相干光纤束6或传像管有几毫米的典型窗口宽度和几微米的独立光纤。具有典型 的50. 000独立光纤的传像管是可商购的。这给出了有限的分辨率，但它是一项正在发展、 能够被改善的技术。
[0075] 通过分别如图3和4中所示的准直的或发散的光束5能够获得照明。优选地，光 束表现出良好的空间相干性，以便避免记录的干涉条纹的模糊。
[0076] 对于空间不相干光源，空间相干特征由如图3所示光源8的直径上的条件所表示。 在准直布局中，让我们考虑关于被记录平面1 (传像管的输入窗）距离为d的离焦点的再 现。我们有s=fAe/d，其中f是透镜的焦距9而Ae是具体由光源直径s所产生的点扩 散函数的宽度。
[0077] 类似地，对于发散光束，我们有s=LAe/d，其中L是光源8和记录平面1之间的 距离11。在实际情况中，s典型的大小是几百微米。所以，根据再现的深度，虽然能够使用 完全相干照明，但并不是必须有完全空间相干照明。
[0078] 通过考虑位于距记录平面1距离d处的散射物体2来估计时间相干性上的约束。 假设光纤的数字孔径是NA，其能够示出最大光程差为Ap=NA2d/8,其必须小于由A2/A入 所表示的相干长度。这导出AA<8A2/NA2d，通常对应于AA~l〇nm。此光谱宽度兼容 于由干涉滤波器最终滤波过的发光二极管的光谱宽度。
[0079] 结果为被小孔滤波的发光二极管（LED)是方便的。还可以用能够是降低了时间相 干性的激光束工作。有利地，紧凑的照明方案在于用光学耦接到激光器或LED的光纤照明 样本。
[0080] 由传像管6所传输的光分布会到达由传感器7所记录的平面的输出侧。这一耦合 能够通过将输出平面放得很接近传感器或通过如图5中所示加上某个成像透镜12来实现。
[0081] 本发明的显著好处是紧凑性，使得几个设备能被有利地实现成对相同的实验体积 进行多次测量。在下面的示例中，我们会将这里以上所描述的每个系统称为"基本设备" 13 或全息探测器设备13或简单地，探测器13。有几种感兴趣的布局以便组合基本设备13。
[0082] 当使用多于一个基本设备13时，通过利用与放在传感器前的裸滤波器（barer filter)组合的不同基本设备的不同波长，或通过利用临时分离的光脉冲，来自一个基本设 备13的光在物体2上漫射而产生的光能够从由偏振器和/或波片的适当组合而照明的其 它基本设备13中滤除，以保持每个传感器上只有正确的波长范围。
[0083] 图6示出垂直于观察方向放置的两个基本设备13的实现。
[0084] 具有两个基本设备13的这一布局在3D测量的应用领域，例如3D速度测量 (velocymetry)具有很高潜力。实际上，当用数字全息术进行3D速度测量时，存在沿光轴的 分辨率低于横向上的分辨率的问题。通过组合这两个方向上的全息图，所提出的布局通过 在每个方向上提供最高的分辨率而克服这一限制。由于基本设备13的紧凑性，能够增加基 本设备的数量以增加测量准确性。
[0085] 有利地，两个或多个光纤内窥镜6能被连接到单个相机。
[0086] 几个基本设备13能被并排放置以通过有效增加数值孔径而增大视场和分辨率。 单独的被记录的图像被组合成用于处理的更大的唯一全息图。记录布局由图7所示。
[0087] 传像管6能够被连接到相同的传感器，或连接到不同的传感器。
[0088] 归功于基本设备13的紧凑性，还能够用两个相反的基本设备观察实验体积，如图 8所示。
[0089] 在相反基本设备布局中，用相反方向记录的样本的两个同轴全息图用两个基本设 备记录。由第一基本设备（包括图8中的元件101、107、112、114、106、108和110)所记录 的全息图的照明用小尺寸光源108实现，所述光源108聚焦在第二基本设备的传像管206 的输出平面上。几乎没有传像管206的光纤将光传输到输出平面。光从第二基本设备的输 入平面201出射作为发散光束，并照明样本或物体2。
[0090] 物体的第一全息图到达传像管106的记录平面101并传输到传感器107。备选地， 通过增加例如利用光纤的外部照明能实现其它照明方案。
[0091] 对称的布局允许由传感器207记录第二全息图。如必要，通过适当组合偏振器和 /或波片，或通过利用与放在传感器1〇7、207前的裸滤波器组合的第一和第二光源108、208 的不同波长，能够消除物体2的照明被第二（第一）光源208(108)向后反射到第一（第 二）传像管106 (206)的输入平面101 (201)并朝传感器101 (201)传输的光，以保持每个传 感器107、207上只有正确的波长范围。
[0092] 图8的布局允许恢复与样本相关的光学相位。这相对于通常的同轴全息方案是一 种显著的改进。
[0093] 考虑这样的情况，将复透射率为t的物体放在与传像管1的记录平面距离为屯处。 传像管的两个记录平面101、201以距离d分离开。为简单起见，我们假