1.一种双载频共路数字全息显微装置,包括光源(1)、准直扩束系统(2)、待测物体(3)、显微物镜(4)、校正物镜(5)、矩形窗口(6)、第一透镜(7)、一维周期光栅(8)、第二透镜(10)、图像传感器(11)和计算机(12),其特征在于:该装置还设有三孔阵列(9),其中λ为光源(1)发射光束的光波长,光源(1)发射的光束经准直扩束系统(2)准直扩束后,依次经过待测物体(3)、显微物镜(4)、校正物镜(5)和矩形窗口(6)后入射至第一透镜(7),经第一透镜(7)汇聚后的出射光束通过一维周期光栅(8)后分成0级衍射光和±1级衍射光,经三孔阵列(9)滤波形成参考光和两束物光射向第二透镜(10),经第二透镜(10)透射后的汇合光束由图像传感器(11)的光接收面接收,图像传感器(11)的图像信号输出端连接计算机(12)的图像信号输入端;所述的第一透镜(7)的焦距为f1,第二透镜(10)的焦距都为f2,第一透镜(7)和第二透镜(10)组成4f光学系统;矩形窗口(6)位于第一透镜(7)的前焦面上;一维周期光栅(8)位于第一透镜(7)的后焦f1-Δf处并且位于第二透镜(10)的前焦f2+Δf处,其中Δf为离焦量,且0<Δf<f1;一维周期光栅(8)的周期为d与矩形窗口(6)沿光栅周期方向的宽度DG之间满足关系d=2λf1/DG;三孔阵列(9)位于第一透镜(6)和第二透镜(8)的共轭焦平面上,含有两个大孔A和一个针孔B,其中两个大孔A与针孔B的中心距均为Δfλ/d,针孔B直径为≤1.22f2λ/D,D为图像传感器的视场宽度,两个大孔A让±1级衍射光全部通过形成两束物光,针孔B让0级衍射光滤波衍射放大通过形成参考光。
2.一种双载频共路数字全息显微方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)调整光源,使光源发射的光束经准直扩束系统准直扩束后,依次经过待测物体、显微物镜和校正物镜入射至第一透镜,经第一透镜汇聚后的出射光束射向一维周期光栅;
(2)经过一维周期光栅的汇聚光束分成0级衍射光和±1级衍射光,经三孔阵列滤波形成一束参考光和两束物光射向第二透镜,经第二透镜透射后的参考光和两束物光在图像传感器上同步产生干涉,生成两幅载频大小相等、方向相反的干涉图,被图像传感器采集并被计算机处理,获得待测物体的相位为
其中,HT为希尔伯特变换,I+、I-为两幅干涉图的强度分布,表示为
I+(x,y)=Ib(x,y)+γ(x,y)cos[φ(x,y)+βx]
I-(x,y)=Ib(x,y)+γ(x,y)cos[φ(x,y)-βx]
其中,Ib(x,y)为干涉图的平均强度,γ(x,y)为干涉条纹的调制度,β=2πΔf/f1d为载频量。