雙波長(zhǎng)數(shù)字全息的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
雙波長(zhǎng)數(shù)字全息的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。

在國(guó)內(nèi),應(yīng)用數(shù)字全息術(shù)對(duì)物體表面形貌的三維成像測(cè)量研究已開(kāi)展多年。
上海光機(jī)所劉誠(chéng)研究了數(shù)字全息形貌測(cè)量的基本特性。浙江師范大學(xué)田青研究了數(shù)字全息三維像重構(gòu)中的去噪問(wèn)題。天津大學(xué)的葛寶臻研究了基于4f系統(tǒng)的離軸菲涅爾數(shù)字全息技術(shù)用于微結(jié)構(gòu)形貌測(cè)試中的可行性應(yīng)用,測(cè)量了芯片和分辨率板的三維形貌。西北工業(yè)大學(xué)李世揚(yáng)研究了數(shù)字無(wú)透鏡傅立葉變換測(cè)量小物體的方法。西北大學(xué)賈昉研究了利用預(yù)成像離軸菲涅爾數(shù)字全息測(cè)量大物體三維形貌的理論和方法,對(duì)一塊香皂三維形貌測(cè)量。哈爾濱理工大學(xué)朱建軍研究了表面三維微觀形貌測(cè)量的方法及其參數(shù)判定。昆明理工大學(xué)錢曉凡利用反射式數(shù)字全息顯微術(shù),對(duì)洋蔥表皮細(xì)胞進(jìn)行相位重構(gòu),獲取三維信息,分辨率達(dá)到0.8um。北京工業(yè)大學(xué)的王大勇等,在再現(xiàn)算法、相位畸變校正等都有深入的理論研究,并獲得了活體宮頸癌細(xì)胞和微透鏡陣列的相位像。
然而在雙波長(zhǎng)數(shù)字全息及多波長(zhǎng)數(shù)字全息方面國(guó)內(nèi)研究的比較少,山東大學(xué)的鄭簫逸等通過(guò)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息方法進(jìn)行了數(shù)值模擬,實(shí)現(xiàn)了對(duì)平凸透鏡表面形貌和模擬的光楔的三維重構(gòu)。南京師范大學(xué)的宋佩勇等利用雙波長(zhǎng)數(shù)字全息對(duì)煙霧顆粒和臺(tái)階形相位板進(jìn)行了三維重構(gòu)。北京工業(yè)大學(xué)課題組建立了雙波長(zhǎng)數(shù)字全息的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),并且對(duì)雙波長(zhǎng)相位解包裹方法以及靜態(tài)微結(jié)構(gòu)表面形貌的雙波長(zhǎng)數(shù)字全息三維重構(gòu)成像進(jìn)行了前期探索研究,實(shí)現(xiàn)了相位型微型凹槽表面形貌的三維成像。
隨著數(shù)字全息研究熱點(diǎn)的高漲,國(guó)外各高校和研究機(jī)構(gòu)對(duì)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息的理論和方法做了很多的研究工作。在2006年,南佛羅里達(dá)大學(xué)的D.Parshall等人對(duì)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息進(jìn)行了初步研究并嘗試用于生物細(xì)胞的三維成像。日本的德島大學(xué)的YoshioHayasaki等人搭建了同軸相移雙波長(zhǎng)數(shù)字全息系統(tǒng),并對(duì)系統(tǒng)特性進(jìn)行了分析。2007年,LynceeTecSA公司的T.Colomb和瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的J.Kuhn等人用759.91nm和679.57nm兩個(gè)波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器搭建了可實(shí)時(shí)成像的雙波長(zhǎng)數(shù)字全息系統(tǒng),并采用同時(shí)記錄兩波長(zhǎng)全息圖的方式對(duì)運(yùn)動(dòng)中的MEMS器件進(jìn)行了實(shí)時(shí)三維監(jiān)測(cè),系統(tǒng)的幀速達(dá)到25frames/s。美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)的J.Gass等人對(duì)雙波長(zhǎng)相位解包裹方法進(jìn)行了分析并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。德國(guó)的T.Hansel等人采用兩個(gè)超短脈沖激光器搭建的雙波長(zhǎng)數(shù)字全息系統(tǒng)成功對(duì)硬幣的表面花紋進(jìn)行了三維成像。2008年,美國(guó)南佛羅里達(dá)大學(xué)的M.K.Kim等人利用633nm和532nm的兩個(gè)波長(zhǎng)光源搭建的雙波長(zhǎng)預(yù)放大數(shù)字全息系統(tǒng)成功對(duì)反射型分辨率板和癌細(xì)胞進(jìn)行了三維成像。2009年,韓國(guó)的S.Shin等人運(yùn)用雙波長(zhǎng)數(shù)字全息對(duì)微透鏡陣列進(jìn)行了三維成像并對(duì)玻璃襯底的薄膜晶體管進(jìn)行了折射率測(cè)量。新加坡國(guó)立大學(xué)的G.Pedrini和德國(guó)斯圖加特大學(xué)的Y.Fu等人運(yùn)用雙波長(zhǎng)數(shù)字全息成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)振蕩元的動(dòng)態(tài)測(cè)量。德國(guó)的K.Reimann等人成功對(duì)MEMS中的掃描振鏡在不同角度時(shí)進(jìn)行了三維成像。2010年,T.Colomb等人對(duì)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息的三維成像原理和實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了深入研究,同時(shí)對(duì)雙波長(zhǎng)相位解包裹方法和系統(tǒng)分辨率進(jìn)行了研究,然后運(yùn)用相干長(zhǎng)度為600μm,輸出波長(zhǎng)為660nm和相干長(zhǎng)度為300μm,輸出波長(zhǎng)為682.5nm的兩臺(tái)激光器搭建了反射型雙波長(zhǎng)數(shù)字全息成像系統(tǒng),對(duì)五級(jí)階梯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維成像測(cè)量,測(cè)量偏差小于2nm。2011年,美國(guó)密歇根大學(xué)的A.Khmaladze等人采用波長(zhǎng)為675nm和635nm的兩個(gè)LED光源對(duì)生物細(xì)胞進(jìn)行了三維成像測(cè)量并得到了很好的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。D.Boss等人通過(guò)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息得到了生物細(xì)胞的整體折射率分布。日本的M.Yokota等人采用電流注入式變波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器輸出的657.43nm和657.92nm兩個(gè)波長(zhǎng)對(duì)一個(gè)直徑為22.5mm的鋁管內(nèi)表面進(jìn)行了粗糙度測(cè)量。2012年,美國(guó)密歇根大學(xué)的AlexanderKhmaladze等人采用675nm和635nm兩個(gè)波長(zhǎng)的激光器為實(shí)驗(yàn)光源測(cè)量活體細(xì)胞,并通過(guò)背景噪聲的去除得到清晰圖像。全北國(guó)立大學(xué)的DaesukKim等人利用偏振分離進(jìn)行實(shí)時(shí)雙波長(zhǎng)數(shù)字全息成像。瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的DanielBoss等人利用682nm和543nm兩個(gè)波長(zhǎng)和預(yù)放大離軸菲涅爾全息光路測(cè)量活體細(xì)胞的體積和折射率。
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