1.2.5 数字全息术优势 

1971年，T. S. Huang在他的论文中讨论了如何利用数字计算机来记录和再现全息图，这就是“数字全息”概念的起源。我们都知道，传统的光学全息技术是通过全息干板来将全息图给记录下来，而与其不同的是，数字全息的记录介质实数字图像传感器，如CCD和CMOS，其衍射再现过程不会直接进行光学重建，而会先通过计算机技术将以数字形态存储在计算机里的全息图进行处理，再利用计算机进行数字模拟再现或利用SLM实现空间再现。此外，除了利用光电成像装置将物体影像录入计算机，我们也可以直接通过计算机的计算来产生全息图。我们可以通过计算机将全息图进行数字化处理来实现全息图的再现过程，也可以使用空间光调制器等类似光学器件实线空间光学再现。传统的光学全息技术一般会耗费比较高的成本，由于要进行曝光，显影等步骤，所以这个过程是更为复杂和耗时的。而数字全息技术是不同的，集体来说，数字全息的优点是：

（1）在记录全息图的过程中，记录介质会被CCD或CMOS光电成像器件所取代，这样就可以避免许多传统全息的物理和化学方面的后期处理步骤，从而简化流程，并且由于数字化存储和实时处理的优点，全息成像速度大大提高，这有利于实时全息再现实时化的实现。 

（2） 在存储过程中，我们可以借助于计算机或者数字图像处理技术，将全息图以数字矩阵的形式存储在计算机当中，进而可以通过计算机的数字处理这一项功能，消除一些不利的因素（比如光学像差、光学畸变、噪声、非线性等）的影响，提高图像再现的质量。

（3）全息再现不仅是物体光波的强度分布，也可以得到相位图像，可以便利的实现光学全息难以实现的各种对图像的运算和处理（如全息图像相加减，增加减少背景图像的数量等），此外，通过此项技术，三维物体的测量和分析的实现就变得很容易了，使得全息技术在在三维检测这个领域中，取得了比较不错的发展。

（4）数字化存储的全息图在保存、传输、复制以及远程显示有着极大的优势，由于数字全息还可以利用计算机直接生成全息图，只需要对物体的光波函数的表达式，所以可以再现虚拟物体，因此，数字全息术的应用范围更加的宽泛。

1.3 本文主要研究内容及结构

论文以基于数字全息图像再现研究为基础，主要展开了以下工作：

本次设计在对传统全息理论研究的基础上，进一步分析了全息记录和再现的数字模型。使用CCD对全息干涉条纹进行数字化记录与存储。然后利用光学的菲涅尔衍射公式，研究了数字全息再现的计算方法，并对影响数字再现图像质量的几个主要因素展开了研究，分析得出各因素因素之间的相互关系，从而可以得到比较高分辨率的全息图。

研究的主要内容：研究抽样点数（Sampling number）、再现波长（Wavelength）、抽样间隔（Sampling space）、起始衍射距离（Diffraction distance）对数字全息再现成像质量的影响。

研究目标：通过控制变量法，分别得出每个因素对在线质量的最佳数值，通过对比抽样点数（Sampling number）、再现波长（Wavelength）、抽样间隔（Sampling space）、起始衍射距离（Diffraction distance）其中两个因素之间的关系，得出变量分析图，得出各个因素之间的比例关系。

在实验中，主要分为两个部分.

第一部分是在实验室中运用实际光路及相关数字全息实验设备，根据所要研究的不同对象，在试验过程中对光路和仪器进行设定，采集不同条件下所形成的数字全息图。