。
[0043] 与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0044] 本发明的一种多波长自适应数字全息成像系统及方法的有益效果是，采用可调谐 光源作为记录光源，使用基于一种新型离轴数字全息图频谱扫描法的波长关联识别模块读 出所记录全息图的记录波长，并分别进行单波长相位重构，之后通过多波长相位重构模块， 实现了对深度信息未知的待记录对象进行多波长数字全息相位重构，具有可对任意跨尺度 深度信息物体进行波前相位信息重建的特点。该系统具有光路结构简单，易于小型化的特 点，且极适用于对未知深度信息的待记录物体进行前期深度信息测定，方便实验人员确定 该待记录物体深度信息分布范围，辅助展开更深层次的研究工作，使得数字全息成像技术 可脱离其他检测手段完成前期深度信息标定，具有较强的推广及应用价值。
【附图说明】
[0045] 图1为本发明的多波长可调谐数字全息记录单元透射型示意图。
[0046] 图2为本发明的多波长可调谐数字全息记录单元反射型示意图。
[0047] 图3为本发明的多波长自适应数字全息成像重构单元流程图。
[0048] 图4为根据本发明的波长关联识别模块流程图。
[0049] 图5为根据本发明的单波长数字全息相位重构模块流程图。
[0050] 图6为根据本发明的多波长数字全息相位重构模块流程图。
[0051] 图7为本发明的多波长自适应数字全息成像重构结果对比图。
[0052] 图中：1、可调谐多波长激光器，2、扩束准直器，3、光阑，4、第一分光棱镜，5、第一反 射镜，6、第二反射镜，7、第二分光棱镜，8、待记录物体，9、图像采集器，10、计算机。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合附图详细说明本发明的多波长自适应数字全息成像系统及方法的典型 实施例。应当说明的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发 明。
[0054] 根据本发明的一种多波长自适应数字全息成像系统及方法，包括一种多波长数字 全息记录单元和一种多波长自适应数字全息成像重构单元。其中多波长数字全息记录单元 可分为两种典型实施例：多波长透射式数字全息记录单元与多波长反射式数字全息记录单 J L 〇
[0055] 所述第一典型实施例多波长透射式数字全息记录单元如图1所示。可调谐多波长 激光器1出射的激光经扩束准直器2扩束后，照射到光阑3上，经由光阑3调整光斑大小后， 该光束照射到第一分光棱镜4处。第一分光棱镜4、第一反射镜5、第二反射镜6和第二分 光棱镜7共同组成马赫泽德干涉仪系统，光束由第一分光棱镜4分为两束光束，其中透射光 束为物光光束，反射光束为参考光光束。物光光束从第一分光棱镜4处透射后，经第一反射 镜5反射照射到待记录物体8处，待记录物体8在本典型实施例中为透射式物体，物光光束 透过待记录物体8后加载物信息，然后照射到第二分光棱镜7,于第二分光棱镜7处反射。 参考光光束经第一分光棱镜4与第二反射镜6反射后，照射到第二分光棱镜7上并被其透 射。经由第二分光棱镜7反射的物光光束与经由第二分光棱镜7透射的参考光光束形成一 个物参夹角，并向前传播到图像采集器9的记录靶面上干涉，由所述图像采集器9记录下干 涉图即为数字全息图，保存到计算机10中。
[0056] 所述第二典型实施例多波长反射式数字全息记录单元如图2所示。可调谐多波长 激光器1出射的激光经扩束准直器2扩束后，照射到光阑3上，经由光阑3调整光斑大小后， 该光束照射到第一分光棱镜4处。第一分光棱镜4、第一反射镜5、第二反射镜6和第二分 光棱镜7共同组成马赫泽德干涉仪系统，光束由第一分光棱镜4出分为两束光束，其中透射 光束为物光光束，反射光束为参考光光束。物光光束从第一分光棱镜4处透射后，经第一反 射镜5反射照射到第二分光棱镜7,透射通过第二分光棱镜7后照射到待记录物体8表面， 待记录物体8在本典型实施例中为反射式物体，物光光束由待记录物体8反射后加载物信 息，照射到第二分光棱镜7并被其反射。参考光光束经第一分光棱镜4与第二反射镜6反 射后，照射到第二分光棱镜7,于第二分光棱镜7处透射。经由第二分光棱镜7反射的物光 光束与经由第二分光棱镜7透射的参考光光束形成一个物参夹角，并向前传播到图像采集 器9的记录靶面上干涉，由所述图像采集器9记录下干涉图即为数字全息图，保存到计算机 10中。
[0057] 根据本发明的多波长数字全息记录单元的第一典型实施例和第二典型实施例中， 图像采集器9用于记录多波长数字全息图。具体而言，经由调整可调谐多波长激光器获得 不同波长的激光光束，对应每一个波长的激光光束通过同样的离轴菲涅尔数字全息记录光 路产生单波数字全息图，经图像采集器9以分时的方式将对应每一个波长的全息图记录于 计算机中。针对一个待记录物体8,需要记录多幅不同波长的单波长数字全息图，不同波长 的全息图在不同的时间被图像采集器9记录，保存到计算机10中。
[0058] 根据本发明的一种多波长自适应数字全息成像重构单元，用于对所述多波长数字 全息记录单元所记录的多幅单波长数字全息图进行成像重构，以获得待测物体的相位重构 成像。
[0059] 在实施例中，分别以632nm、656nm、660nm和671nm四个波长的激光光束记录单波 长数字全息图，使用深度信息为20. 1 μ m的物体作为待记录物体，由图像采集器9记录4幅 对应所述四个不同波长的全息图。所述图像采集器9采用通用接口通过图像采集卡连接到 计算机，将图像采集器9记录靶面上的干涉图送到计算机中保存，完成数字全息图像的记 录。
[0060] 所述多波长自适应数字全息成像重构单元的重构流程图如图3所示。完成四幅数 字全息图的记录与储存后，于计算机中首先进行Sl输入单幅单波长数字全息图，其后对该 单波长数字全息图进行S2波长关联识别。所述S2波长关联识别包含六个步骤，如图4所 示，完成Sl输入单波长数字全息图后，进行S2-1傅里叶变换获得该单波长数字全息图的 S2-2频谱图，其后通过S2-3标定零级频谱区域最大可能位置，进行S2-4正一级频谱中心 点扫描，于S2-5获得正一级频谱中心点的位置，最后进行S2-6载波波长判定，于S3获得记 录该单波长数字全息图的记录波长。将于Sl处导入的单波长数字全息图与于S3处获得的 记录波长，共同导入S4单波长相位重构中进行单波长数字全息波前数值重构。具体而言 如图5所示，S4单波长相位重构包含五个步骤，于Sl处输入单波长数字全息图后，对其进 行S4-1傅里叶变换处理，对该处理后的结果进行S4-2频谱滤波处理提取出正一级频谱分 量的信息，其后进行S4-3傅里叶逆变换获得对应正一级频谱信息的记录平面复振幅分布， 而后通过S3导入该全息图的记录波长，进行S4-4角谱自由空间传播界，获得正一级信息的 观察平面的复振幅分布，之后对该复振幅分布进行S4-5Angle处理获得S5单波长相位图， 至此完成单幅单波长全息图的数值相位重构。S6处判断是否完成全部单波长全息图数值 重构，若未完成，则返回Sl处充再次进行Sl输入单波长全息图、S2波长关联识别、S3获取 全息图记录波长、S4单波长数值重构和S5获得单波长相位图该五步骤；若已完成全部单 波长全息图的数值重构，则结束循环进入S7多波长数值重构步骤。S7多波长数值重构包 含五个步骤，如图6所示。进入S7多波长数值重构步骤后，首先进行S7-1等效波长整合， 将S3处获得的全部单波长数值导入S7-1中，于本实施例内共导入四个波长：632nm、656nm、 660nm和671nm，对该四个波长从小到大进行排序后，依双波长理论进行两两组合构成等 效波长，经配对后组成6个等效波长：632nm与656nm组成17. 3 μ m的等效波长；632nm与 660nm组成14. 9 μ m的等效波长；632nm与671nm组成10. 9 μ m的等效波长；656nm与660nm 组成108. 2 μπι的等效波长；656nm和671nm组成29. 3 μπι的等效波长；660nm和671nm组成 40. 2 μ m的等效波长。获得该六个等效波长后，按照10. 9 μ m、14. 9 μ m、17. 3 μ m、29. 3 μ m、 40. 2 μπκ 108. 2