菲涅耳非相干相关全息术(Fresnel Incoherent Correlation Holography, FINCH)属于同轴全息系统, 需要通过相移技术去除零级像和共轭像。通过对FINCH系统记录及再现过程的理论分析, 根据系统点扩散函数推导出了n步相移数学计算公式, 模拟仿真了相移步数n对FINCH系统成像质量的影响, 并搭建了非相干光反射式数字全息记录系统, 对模拟结果进行了实验验证。模拟仿真及实验结果表明: 通过增加相移步数不能显著提高再现像质量; 二步相移能够提高记录速度, 通过去除原始图像和小波分解的方法可以抑制零级像, 提高再现像质量; 通过对三步相移每个相移全息图拍摄多次求平均值后得到的再现像与拍摄一次得到的再现像对比发现, 随着拍摄次数的增加, 得到的再现像质量越来越好, 背景噪声大大减弱, 再现像强度越来越大, 为FINCH系统再现像质量的改善提供了新的思路和新的实验基础。

基于菲涅耳非相干相关全息光路的望远系统, 可以在较远距离下, 得到目标物体的数字全息图。基于菲涅耳衍射理论, 计算了成像过程的点扩展函数(PSF), 理论上分析了菲涅耳非相干数字全息望远系统的成像原理、系统的横向放大率以及再现过程中的重建距离; 搭建了基于菲涅耳非相干相关同轴光路的数字全息望远系统, 在白光照明的条件下, 利用探测器(CCD)记录物体的全息图, 使用相移法消除了同轴光路下的零级像和共轭像, 通过角谱算法得到清晰的重建像。孔径光阑的引入, 解决了照明不均匀的问题,提高了成像质量。从实验上验证了系统的分辨率、景深以及三维成像特性。结果表明, 当望远系统角放大率为2.0倍、望远距离为900 mm时, 分辨率可达到16.00 lp/mm。

讨论了空间非相干源及相干源的线度对相关检测的影响,包括归化峰值强度,绝对峰值强度及相关轮廓,以环形物为例对圆光源进行了数值计算.数值计算和实验表明,相干相关时光源线度应与制作空间滤波器时相同或相近,而非相干源线度则可显著超过归化峰值强度半功率点的容许值,以大大提高峰值强度而不使相关轮廓明显劣化.