全息体视图打印技术是当下广泛应用的一种全息技术。近年来本课题组提出了一种新的对视角图像进行预处理并进行全息体视图打印的方法,称为有效视角图像切片嵌合(EPISM)法,该方法可以通过一步记录实现传统两步法的全息打印效果,具有很高的研究价值。为了在光学实验之前对EPISM法全息体视图的打印结果进行预测,提出一种EPISM法全息体视图的数值重构算法,采用该算法对EPISM法处理过的合成视角图像进行数值重构,可以在光学打印之前预先得到不同观察角度和观察位置所看到的再现图像。将数值重构图像与原始采样图像以及光学实验再现像进行比较,结果表明:该算法可以较好地对EPISM法全息体视图打印的光学实验结果进行模拟。

对于同轴傅里叶数字全息，传统重构算法应用快速傅里叶逆变换算法进行重构，但采样过程需要满足香农采样定理，导致海量采样数据，大大增加了存储和传输的代价。提出了一种基于压缩传感的相移同轴傅里叶数字全息重构方法，利用马赫曾德尔干涉光路采集同轴全息图，对采集数据进行部分采样、测量；然后利用最小全变分法对采集的数据进行数值再现。数值仿真结果表明，基于压缩传感的傅里叶全息重构算法优于基于快速傅里叶逆变换的传统算法，它将全息数据的采集和压缩合为一步进行，不仅采样数据明显少于传统采样数据，而且利用约8%的数据仍然能精确地重构出原图像。

采用同轴数字全息技术测量研究粒子场, 由于直透光、孪生像等因素的影响, 以及焦深(DOF)通常是粒子直径的数十倍以上, 造成了粒子轴向定位精度普遍较低。通过分析影响焦深大小的因素, 采用增大系统的数值孔径, 即减小记录距离可以明显降低焦深, 并提出一种用于粒子轴向定位的基于最大梯度的自动聚焦算法。自动聚焦算法中通过选择适当大小的对焦窗口将再现粒子包含在内, 对粒子边缘识别区域的任意可能的梯度方向都求出它的梯度, 利用比较后得到最大的梯度, 作为自动聚焦判别数据。同时, 考虑到算法的精确度和稳定性, 引入了阈值参数。经仿真和实验表明, 该算法具有较好的单峰性和稳定性, 可减小焦深对粒子轴向定位精度的影响。

采用同轴数字全息技术测量研究粒子场,其高分辨力的再现像和粒径高精度测量受到诸多因素的影响。本文简要介绍了同轴数字全息的基本概念、原理、方法及其在粒子直径测量中的应用,主要通过计算机仿真研究了记录距离和粒子浓度这两个因素对粒径测量精度的影响,给出了记录距离的范围,同时提出了基于灰度梯度提取粒子边缘进行粒径测量的方法,并通过实验进行了验证。