华南师范大学信息光电子科技学院, 广东 广州 510006
为了能够在有振动的环境中精确提取待测物体的相位,提出了一种 基于双时域傅里叶变换的相位提取算法。把一段具有2个干涉周期的时域光强信号分成多段1个周期的子段,进行2次傅里叶变换分离相移器引入的 相移频率和其他干扰频率。模拟和实验结果表明：该算法在不提高系统复杂性和大幅度减少数据获取量的 前提下,显著提高了系统抗干扰能力,与在理想条件下的传统四步相移算法相比,其测量均方根误差可以达到0.062 rad; 所提出方法从采集到待测物体相位的提取完全无须人工干预,有利于实现自动化。
傅里叶光学 相位测量 相移 非线性滤波器 随机噪声 Fourier optics phase measurement phase shift nonlinear filter random noise
华南师范大学 信息光电子科技学院, 广州 510006
为了提高显微数字全息系统的分辨率和重构速度, 从空间带宽积的角度出发, 分析了菲涅尔再现算法的使用范围。结果显示, 记录系统只要满足空间带宽积的条件, 使用菲涅尔再现算法可以同时接近极限分辨率和快速再现；同时, 短记录距离无透镜傅里叶变换光路是一种能满足此空间带宽积条件的系统配置。重要的是, 在短记录距离, 也能用菲涅尔再现算法重构待测物体复振幅。此外, 通过对比细分菲涅尔再现算法和细分卷积算法, 两者的重构分辨率都可以得到提升, 而细分菲涅尔再现算法在大数值孔径的重构中, 所使用的内存和计算时间远远小于细分卷积再现算法。
数字全息 空间带宽积 快速算法 分辨率 digital holography space bandwidth product fast algorithm resolution
1 深圳信息职业技术学院电子与通信学院, 广东 深圳 518172
2 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
提出一种基于最小二乘迭代的多波长同时相移干涉测量方法。该方法可以在三个波长光波同时入射的同轴相移干涉测量系统中，对所有波长进行同时相移，通过单色CCD 采集一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用最小二乘迭代算法提取出单个波长下的包裹相位分布。结合多波长光学位相解包和降噪处理得到合成波长的相位分布，进而测量出待测物体的三维形貌。对该方法进行了数值模拟和光学实验验证，结果表明该方法实验过程简便、测量精度高、抗噪能力强。
测量 相干光学 干涉术 相位测量 相移技术 多波长相移干涉术 最小二乘迭代算法
1 华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 深圳信息职业技术学院电子通信技术系, 广东 深圳 518172
提出一种基于主成分分析(PCA)的多波长同轴共路同时相移干涉测量方法。所提方法可以通过从单色CCD记录的一系列相移量未知的多波长同时相移干涉条纹图，利用主成分分析提取出单个波长下的包裹相位分布，继而通过多波长的方法进行相位解包和降噪处理得到合成波长的相位。数值模拟和实验结果表明，所提方法不仅测量过程简单，而且运算速度快，测量精度高。
测量 干涉 相位 相移技术 多波长相移干涉术 主成分分析 中国激光
2015, 42(10): 1008004
华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种基于时域傅里叶变换的广义相移相位恢复方法。该方法不需要对相移量进行特殊标定，就可从一系列相移量单调变化的干涉条纹图中快速地恢复出物体的相位。由于所提方法是运用傅里叶变换逐点从频域提取物体的相位，所以该方法不仅具有良好的抗干扰性能，而且对干涉图中的条纹数目没有要求，可以从条纹数少于1的相移干涉图中精确地恢复相位。数值模拟与实验结果均表明所提方法具有操作简单、方便、快速、精度高等优点。
测量 干涉测量 广义相移干涉测量 傅里叶变换 相位恢复
华南师范大学广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种基于彩色CMOS 的双波长数字全息同轴相移显微系统，定量分析人体Jurkat 细胞(人外周血白血病T 细胞)凋亡过程中的相位变化，实现了在不进行复杂相位解包裹运算的同时对细胞相位的定量测量。利用532 nm和632.8 nm 两波长的激光，对人体离体Jurkat 细胞凋亡过程中的三个状态进行了彩色全息记录，分别提取出两波长的相位信息，从而重构细胞相位。实验表明，该系统下测得的相位与其他方法测得的相位具有较好的一致性，并且测量量程大，算法简单，结果准确。实验结果将为双波长数字全息术用于细胞相位的研究和应用提供参考。
全息 双波长数字全息 同轴相移技术 相位重构 激光与光电子学进展
2015, 52(7): 070901
