为了同时获得多个平面的数字全息显微再现图像以延拓成像空间深度,提出一种多平面数字全息显 微成像法。将预先设定参数的二次扭曲位相因子作用于实验记录的数字全息图,只需一次菲涅耳重建 便可同时获得多个成像平面的清晰再现图像。首先依据菲涅耳成像系统的传递函数,推导了采用二 次扭曲位相因子的成像传递函数,确定参数频域滤波的选取规则；然后将实验得到的数字全息图像 进行频域滤波以消除直透光和共轭像;最后将二次扭曲位相因子作用于滤波后的全息图进行菲 涅耳重建。与其他方法相比较,本方法只需一次重建就能同时得到多个平面的聚焦像,且重建 距离可以任意选择,再现图像不受直透光和共轭像干扰。

理论及实验分析了三次相位板的偏心对波前编码成像的影响。理论分析得到相位板倾斜和偏心后的波前编码系统的光瞳函数相位项的表达式。分析表明，当仅有偏心时，相位板位置变化会产生相位因子的变化效应和离焦量的改变，它们均与相位板的偏移量相关。同时仿真结果表明，偏心会改变点扩散函数(PSF)的能量分布及PSF包络的两条直角边长度，降低系统的调制传递函数(MTF)值；z 向偏心对PSF 的影响小于x 向或y 向的偏心对PSF 的影响。实验结果表明，偏心在一定的范围内对PSF 的影响较小，复原图像在焦深范围内的清晰度一致性较好；但是偏心会降低焦深延拓率。实验结果与理论分析结果具有良好的一致性。研究结果对基于相位掩模板的波前编码系统在空间光学系统、显微系统、红外成像等领域的应用具有较高的参考价值。

：提出了一种新的数字全息多平面成像技术：将非共轭二次扭曲位相因子作用于实验记录的数字全息图，只需一次菲涅尔衍射便可同时对多个成像平面进行重建。首先介绍了非共轭二次扭曲位相因子多平面成像原理，然后开展实验验证了方法有效性。此方法只需记录一幅处于多个不同平面物体的数字全息图，依据该理论选择合适参数，可在任意位置重建多个平面再现像。采用均方根误差(RMSE)与峰值信噪比(PSNR)作为图像质量评价标准，比较了不同再现距离的成像质量。文中提出方法在无需对光路进行对称设计的前提下，可同时对多个平面进行数字聚焦，延拓了菲涅尔数字全息重建图像的焦深。

为了进行3维物体全息图的快速运算, 在迭代傅里叶变换算法基础上, 通过分析透镜的傅里叶变换性质, 采用编码球面相位因子的方法, 将全息图平行光再现等效为点光源再现。将球面相位因子加入到迭代运算中, 获得了具有深度特征的3维物体全息图; 同时利用球面相位因子查表运算法简化了相位因子的计算, 提高了算法的迭代速度,并基于空间光调制器进行了3维物体的再现实验。结果表明, 该算法具有良好的收敛特性, 计算的全息图能够在不同距离的像面实现对应层面的物场再现, 具有3维的视觉效果。

为了研究正交余弦光栅的衍射场, 采用波前相因子判断法并考虑到光栅孔径的影响, 对正交余弦光栅的衍射进行了理论分析, 得到了正交余弦光栅衍射场所含基元成分, 导出了像面波前函数、像面振幅分布函数和光强分布函数, 并得出主焦斑的半角宽度。结果表明, 该研究可为光栅用于光学信息处理技术提供理论依据。

为了研究组合型余弦光栅的衍射场，采用波前相因子判断法并考虑到光栅孔径的影响，得到了组合型余弦光栅的衍射场所含基元成分，导出像面上的衍射场振幅分布公式，并数值模拟了像面上衍射场振幅分布和光强分布，最后得出各焦斑的半角宽度。结果表明，该研究可为余弦光栅用于滤波和光学信息处理技术提供一个理论基础。

介绍了一种双通道自聚焦的匹配滤波器。它是在计算全息的基础上,通过对两个物的傅里叶谱或共轭谱分别加正的或负的二次相位因子,求和后进行编码、制图、缩微而得,该滤波器可以分别对两个物实现匹配。文中还给出了与理论相符的实验结果。

描述了一种新型的计算全息,它在双通道计算全息基础上通过对物谱加正的或负的二次位相因子,能一次对四个不同的物进行编码,再现时在四个不同的方向上分别产生它们的像,并具有自成像的特性。文中给出了实验结果。

为了恢复一个复值物函数,本文提出了利用透镜后1f距离,2f距离及3f距离处的强度信息来恢复物函数的振幅分布和位相分布.计算表明,此算法具有广泛的实用性;并能给出很好的收敛结果.