零频分量在离轴全息图中分布广且不携带物体的相位信息, 该分量的存在会显著降低全息图的信噪比从而影响重建精度。现有的零频分量抑制方法需要记录多张全息图或手动调节全息图的小波分解层数才能达到最佳效果, 虽然拉普拉斯算子也可用于抑制零频分量, 但难以提取+1级像。为了克服这些问题, 提出了一种基于希尔伯特-黄变换的零频抑制方法, 只需记录一张全息图且避免了手动调整分解层数。为了验证所提出方法的有效性, 将所提出方法处理后的全息图频谱与未零频抑制的全息图频谱、采用Haar小波变换和采用Laplace算子处理后的全息图频谱进行了对比, 还比较了三个随机选取的对比区域的标准偏差和截面图。实验结果表明所提出的方法不仅可以有效地抑制零频分量并且性能优于其他两种方法。

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。

为了提高最终图像的质量，结合传统的直接重构算法和相位重构算法，提出了一种基于迭代的傅里叶望远镜图像重构方法。对反演得到的傅里叶频谱进行逆傅里叶变换得到直接重构图像，取直接重构图像的阈值图像作为相位重构算法的初始输入，通过迭代能够获得质量更高的图像。成像仿真实验结果表明，成像信噪比为50倍时，与直接重构图像相比，迭代重构图像斯特列尔比从0.82提高到0.88，峰值信噪比从17 dB提高到19 dB；在成像信噪比为100倍时，迭代重构图像斯特列尔比从0.89提高到0.93，峰值信噪比从20 dB提高到22 dB。

讨论了数字全息显微术(DHM)相位测量中显微物镜引入的附加相位的消除问题。在DHM相位重构中，对比分析了两步法和泽尼克多项式拟合两种附加相位补偿方法，进行了相应的实验研究，实现了多种生物细胞的相位重构。研究结果表明：两种补偿方法均能有效地消除DHM系统的相位误差。对于两步补偿法，由于补偿计算需要两组数字全息图，实验记录耗时，对记录系统稳定性要求高，但采用有、无样品相位相减的补偿算法简单，能够同时补偿显微物镜带来的球面附加相位和光学系统带来的其他相位畸变，相位重构的精度高。对于泽尼克多项式拟合补偿方法，补偿计算仅需一组数字全息图，在动态相位测量中具有特别的优势，但相位重构的误差随待测细胞高度和面积的增大而增大，为提高泽尼克相位补偿法的相位重构精度，需要保证物体的光学高度或者是物体的横向面积在一个较小的范围内变化。上述结果将为DHM用于生物细胞相位重构的研究和应用提供参考。

为了实现光纤布喇格光栅反射谱的低成本测量, 采用白光干涉技术搭建了一套结构简单的反射谱测量装置, 利用该装置进行了实验, 对所采集的干涉信号进行了数据处理, 获得了光纤布喇格光栅的反射谱, 光谱分辨率达到3pm, 并对所测反射谱的光谱分辨率进行了理论分析。结果表明, 利用该装置测得的反射谱具有良好的光谱分辨率, 通过增加测量量程可以进一步提高光谱分辨率。

The self-mixing interferometer is used to investigate the characteristics of resonant frequency of the microresonator, which is excited by a sinusoidally driven loud-speaker. The detected self-mixing signal is processed by the phase reconstruction method. The 1st-order resonant frequency of the microresonator is measured to be 4.437 kHz with full-width at half-maximum (FWHM) of 0.13 kHz. The measurement results are verified by the sinusoidal phase modulating (SPM) interferometer.

在干涉检测中,常用各种调制手段将被测信息加载到干涉图中,通过对检测得到的条纹图样进行分析,便可以得到被测信息。如果实验条件不允许施加任何调制手段,探测器检测得到的将很有可能是具有闭合条纹的单幅干涉图。正则化相位跟随(RPT)技术可以对单幅闭合干涉图进行相位重构,但其最主要的问题是精度过低。从最小二乘法角度出发,在经典RPT技术基础上,利用黄金分割(GS)算法对干涉图相位进行二次逼近,实现了对单幅闭合干涉图的高精度相位重构。计算机仿真结果表明该算法在保持了经典RPT算法各项优点的同时能够有效提高相位重构精度。对实际干涉图进行处理的结果与ZYGO GPI干涉仪进行了对比,结果较吻合,平均峰-谷(PV)值精度优于λ/20。

对显微数字全息相位重构技术中影响重构像质量的两个因素进行了讨论。分析了用角谱法进行重构的过程中频谱滤波窗的大小与形状的选取对重构像质的影响,指出滤波窗口的选取应以刚好将原始像的二维频谱完全包括为原则;分析了在对放在载玻片与盖玻片之间的生物样品进行的实验中,重构像场倾斜的原因及相应的校正方法,并对这些分析和倾斜校正方法进行了实验验证。结果表明,要获得最佳的相位重构,应根据被测物体频谱分布的大小和形状,精确选取滤波窗。CCD探测面和样品的倾斜将导致重构相位像场的倾斜,通过图像处理可以得到一定程度的校正。

由于量化噪声、胶片中有大量微小颗粒等原因,用CGH再现的光场中往往有散斑噪声.为了消除散斑噪声,文章提出了一种新的处理思路和方法:不是刻意去获得低噪声的再现光场,而是用数字全息技术重构再现光场(包括散斑噪声)的振幅和相位,继而从再现光场中消除散斑噪声,得到高质量的再现光场.实验结果表明,即使在散斑噪声很大的情况下用该方法得到的光场依然是令人满意的.