1数字全息技术的研究与应用

近年来，数字全息技术高速发展，其理论也日渐完善。目前，数字全息技术的研究主要有三个方面：第一个方面是数字全息图的获取。数字全息图可以通过计算机来制作，即计算机制全息术（CGH）或计算全息术（ComputingHolography），或者通过光电成像器件直接记录。第二个方面是数字全息图的再现图像的数字化重构。第三个方面是全息三维显示技术。例如，全息打印和全息影视系统等。83936

由于数字全息技术的记录、存储和再现过程全部都是数字化的，所以它有着广泛的应用前景。例如，在测量方面，使用数字全息技术可以进行粒子场的检测、振动分析、微结构形貌测量、生物细胞观测、微机电系统检测、MEMS形状与变形测量等[6]。全息测量有着快捷、高效、高分辨率、无须接触等诸多优点。论文网

在存储方面，数字全息技术可以进行全息数据存储（HolographicDataStorage）。随着IT社会的高度发展和成熟，人类社会产生的数字信息爆炸式增长，因此数据存储的寿命和存储设备是非常重要的研究课题。以往的存储设备，如硬盘驱动器（HDD）等，它们的数据仅可以保存5年左右，对于一些重要资料的保存来说，需要定期更新存储设备，否则可能会造成资料丢失。然而全息存储不仅可以把数据完好保存很长时间，而且可以实现超大容量的存储，理论上的存储上限估计为1000TB左右。目前，日本北海道大学已经实现了500G~1TB的全息存储[12]。全息存储技术有极大的发展空间，预计将成为影响时代的新型存储设备。

在显示方面，数字全息技术可以实现三维再现与显示，因而得到了广泛的应用。例如在商业领域，近年来全息三维显示已经被大量应用，它可以用于制作立体广告、商品标签；在商品展示时也可以显示出立体商品模型；此外还可以用于制造全息防伪等方面。例如，ZebraImaging公司曾经成功地制作了一辆豪华型汽车的全息三维模型。

2数字全息技术的问题与瓶颈

数字全息技术在飞速发展的同时，仍然存在一些问题仍然需要改善。数字全息技术的瓶颈主要有以下几点[3]。一是数据带宽巨大。数字全息显示技术中，三维图像的重现与空间-带宽乘积（SBP）相关，图像的大小也与视区相关。因为可见光的波长比人眼可分辨尺寸小得多，所以为了以合适维数重建数字全息图，必须要采用高分辨的空间光调制器。例如，重现一个几百平方毫米大小的图像时，所需的空间光调制器达到百亿像素级别，这个数字是非常庞大的，实施起来非常困难。因此，减少在空间光调制器（SLM）中所需的像素数目是最一个重要的问题[6]。二是斑点现象。全息图的重建图像中总是出现斑点，它是一个颗粒图案，且对比度高、尺度精细。出现这种现象是因为粗糙表面反射出的相干光的干扰。由于数字全息技术是基于光的相干性，所以斑点是不可避免的。对于斑点来说，对比度主要依赖于光的相干程度，而颗粒图案的精度则取决于系统的孔径数值。因此，一些研究者曾复用多个斑点图像，然后计算它们的平均强度来减少斑点的影响[13]。三是鬼点。它被认为是一种不良现象。这个词最初的意思是指，即使对象图像只有一部分区域被图像重建，但是整个区域仍然是来自卷积的。然而，目前鬼点常指重建图像中朦胧的噪声，有时也被用来描述共轭对和自相关。通过提高光源、光学元件的质量，可以解决部分问题。

四是动态记录。记录动态对象也是数字全息的一个实际问题。在实际应用中，当对象的运动比曝光时间和焦平面阵列FPA的光波长大许多时，干扰可见度将会急剧下降，所以用焦平面阵列来记录真实对象区域是很困难的。另外，对象波通过空气产生的湍流也是一个重要问题，目前已经有许多研究旨在调整这种像差。 数字全息技术的研究现状与问题:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_99219.html