目录

第1章绪论

1．1数字全息概述

1．1．1数字全息发展简史

1．1．2数字全息成像特点与应用场景

1．2数字全息成像原理

1．2．1数字全息光学干涉记录模式

1．2．2数字全息数值衍射重建算法 

1．3数字全息成像的空间带宽积

1．3．1空间带宽积

1．3．2空间带宽积的演化

1．3．3干涉与离散化对空间带宽积的影响

1．3．4数字全息成像中的空间带宽积问题与现有解决

方法

1．4问题的提出与本书主要研究工作

第2章数字全息成像中的数值衍射计算方法

2．1传统方法的问题

2．1．1基于单次傅里叶变换的菲涅耳变换中的非充分带宽

问题

2．1．2角谱法中过度补零浪费计算空间带宽积

2．1．3瑞利索末菲卷积中补零的物理解释

2．2相应解决方案

2．2．1全带宽传输菲涅耳变换法

2．2．2自适应补零角谱法

2．3通用衍射计算框架

2．4本章小结

第3章离轴数字全息空间带宽积优化

3．1离轴数字全息光路结构概述

3．2基于光栅调制的高空间带宽积利用率离轴数字全息

3．2．1原理分析

3．2．2数学模型

3．2．3仿真与实验验证

3．2．4分析与讨论

3．3准共光路双球面波干涉离轴数字全息

3．3．1记录光路与重建策略分析

3．3．2分辨率分析

3．3．3实验验证与讨论

3．4本章小结

第4章同轴数字全息空间带宽积优化

4．1孪生像与零级问题

4．1．1信号像、孪生像与零级的点扩散函数模型

4．1．2稀疏性差异

4．2基于稀疏性差异的压缩感知方法消除孪生像与零级

4．2．1压缩感知基本原理

4．2．2同轴数字全息的压缩感知模型

4．2．3仿真、实验验证与讨论

4．3本章小结

第5章基于相空间合成的高空间带宽积数字全息成像

5．1数字全息成像的相空间分析

5．1．1球面波照明下的局部空间频谱平移效应

5．1．2局部空间频谱平移效应的仿真与实验验证

5．2相空间合成数字全息成像方法

5．2．1原理分析

5．2．2仿真与实验验证

5．2．3方法讨论

5．3本章小结

第6章总结与展望

6．1工作总结

6．2主要创新点

6．3工作展望

参考文献

在学期间完成的相关学术成果

致谢

CONTENTS

数字全息成像的空间带宽积优化与扩展

CONTENTS

Chapter 1Introduction

1.1Introduction of Digital Holography(DH)

1.1.1A Brief History of DH

1.1.2Characteristics and Applications of DH

1.2Principle of DH

1.2.1Optical Interference Recording Mode

1.2.2Numerical Diffraction Reconstruction 

Method

1.3SpaceBandwidth Product of DH

1.3.1SpaceBandwidth Product (SBP)

1.3.2Evolution of SBP

1.3.3Effects of Interference and Discretization 

on SBP

1.3.4SBP Problem and Existing Solutions in DH

1.4Main Research Work of This Book

Chapter 2Numerical Diffraction Calculation Method in DH

2.1Problems with Traditional Methods

2.1.1Insufficient Bandwidth Problem in SFR

2.1.2Excessive Zeropadding Problem in ASM

2.1.3Physical Interpretation of Zeropadding in 

RSC

2.2Corresponding Solutions

2.2.1Full Bandwidth Transmission SFR

2.2.2Adaptive Zero Padding ASM

2.3General Diffraction Calculation Framework

2.4Conclusions

Chapter 3SBP Optimization for Offaxis DH

3.1A Brief Overview of Optical Setup of Offaxis DH

3.2High SBP Utilization Offaxis DH Based on 

Grating Modulation

3.2.1Principle Analysis

3.2.2Mathematical Model

3.2.3Simulation and Experiment Verification

3.2.4Analysis and Discussion

3.3Quasicommon Path Double Spherical Wave 

Interference Offaxis DH

3.3.1Analysis on Optical Recording and 

Numerical Reconstruction

3.3.2Resolution Analysis

3.3.3Experiment Verification and Discussion

3.4Conclusions

Chapter 4SBP Optimization for Inline DH

4.1Twin Image and Zero Order Issue

4.1.1Point Spread Functions for Signal Image, 

Twin Image and Zero Order

4.1.2Sparsity Difference

4.2Twin Image and Zero Order Elimination Based on 

Compressive Sensing (CS) Method with Sparsity 

Difference

4.2.1Principle of CS

4.2.2A CS Model for Inline DH

4.2.3Simulation, Experiment Verification and 

Discussion

4.3Conclusions

Chapter 5High SBP DH Based on Phase Space Synthesis

5.1Phase Space Analysis for DH Imaging

5.1.1Local Spatial Spectrum Shift Effect Under 

Spherical Wave Illumination

5.1.2Simulation and Experiment Verification

5.2DH Imaging Based on Phase Space Synthesis

5.2.1Principle Analysis

5.2.2Simulation and Experiment Verification

5.2.3Discussion

5.3Conclusions

Chapter 6Summary and Outlook

6.1Summary

6.2Innovation 

6.3Outlook

References

Published Academic Papers and Outputs

Ackonwledgements