导师序言

数字全息技术可以记录并重建物体光波的整个波前信息，在定量相位成像、三维形貌重建和高分辨率显微成像等领域具有广泛的应用，本书围绕数字全息成像的空间带宽积优化和扩展问题展开研究工作，具有重要的理论研究意义和实际应用价值。

本书的创新点为： 基于相空间的空频域联合表征建立了一套衍射数值计算的分析框架，并针对性地提出了自适应带宽扩展角谱衍射算法，实现了准确、快速、灵活的衍射场计算。针对离轴数字全息空间带宽积利用率低的问题，提出了基于光栅调制的角度复用数字全息方法，在不增加任何负担的情况下将空间带宽积的利用率提升为原来的3倍。针对同轴数字全息的零级与孪生像干扰问题，建立了信号像、孪生像与零级的点扩散函数模型，利用基于稀疏约束的优化方法消除了干扰。针对单幅全息图空间带宽积受限问题，提出广义的基于相空间合成的高空间带宽积的数字全息成像技术，实现了分辨率和视场的同时扩展。

本书作者数学与物理基础较好，他使用数学与物理方法分析了数字全息的空间带宽积的优化与扩展，并通过理论建模、数值分析与光学实验，有效地提升了数字全息的成像效果。

本书可作为数字全息成像与数值衍射计算相关领域研究人员的参考书籍。

金国藩

清华大学精密仪器系

2022年3月