數(shù)字全息顯微再現(xiàn)像是物體經(jīng)過顯微物鏡之后放大像的再現(xiàn),因此,再現(xiàn)像和放大像的縱向尺寸易被混淆,認(rèn)為再現(xiàn)像與放大像的縱向尺寸相等。為了辨識再現(xiàn)像的縱向尺寸,本文分析了數(shù)字全息顯微再現(xiàn)像的橫縱向尺寸與放大倍數(shù)的關(guān)系。首先根據(jù)光學(xué)衍射理論,對再現(xiàn)像的橫向尺寸與放大倍數(shù)的關(guān)系和縱向尺寸與放大倍數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了理論分析,得到了數(shù)字全息顯微再現(xiàn)像的橫向尺寸與放大像相同,都被放大M_β倍,而再現(xiàn)像的縱向尺寸未被放大。其次,以測量石英玻璃上刻蝕的圓孔為樣本,調(diào)整樣本與顯微物鏡的距離,以M_β1=20.29,M_β2=17.51和M_β3=15.3三種橫向放大倍數(shù)進(jìn)行了數(shù)字全息顯微實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,三個(gè)再現(xiàn)像的縱向尺寸近似為570nm,與被測物縱向尺寸相等,未受放大倍數(shù)的影響。并且相應(yīng)再現(xiàn)像和放大像的橫向尺寸近似相等,最大差值約為0.58μm。因此,本文從理論和實(shí)驗(yàn)兩方面證明了再現(xiàn)像的橫向尺寸被放大了M_β,而再現(xiàn)像的縱向尺寸等于被測物的縱向尺寸,不受放大倍數(shù)的影響,且可由被測物引入的光程差計(jì)算得到。本文... 

【文章來源】：光電子·激光. 2020,31(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

預(yù)放大數(shù)字全息系統(tǒng)坐標(biāo)示意圖

為了證明再現(xiàn)像的橫縱向尺寸與放大倍數(shù)的關(guān)系，本文設(shè)計(jì)了的對比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)光路原理和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)分別如圖2和圖3所示。圖2中穩(wěn)頻線偏HeNe激光器（λ=632.8nm）發(fā)出的光經(jīng)過1/2波片（λ/2）和偏振分光棱鏡（PBS）分為兩束，一束經(jīng)準(zhǔn)直擴(kuò)束鏡（BE）擴(kuò)束后作為參考光波（R）；另一束經(jīng)1/2波片后直接照明物體并被顯微物鏡（MO,NA=0.25,f=17.13 mm,Mo=10）放大后作為物光波（O），物光與參考光波經(jīng)分光棱鏡（BS）合束后在CCD靶面上干涉形成全息圖，CCD的像素?cái)?shù)為4 008×2 672，像素尺寸為Δx×Δy:9μm×9μm。其中分光棱鏡（BS）還被用于調(diào)節(jié)離軸全息中物參光的夾角，以保證零級、正一級和負(fù)一級頻譜的分離。將兩個(gè)1/2波片與偏振分光棱鏡結(jié)合使用，進(jìn)而保證調(diào)節(jié)物參光的光強(qiáng)比的同時(shí)兩束光（物光和參考光）的偏振態(tài)相同，保證它們能干涉，最終獲得高對比度的全息圖。圖3中NF是中性濾波片，用于調(diào)節(jié)整個(gè)光路的光強(qiáng)，其他元器件與圖2一致。圖3 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)物圖

圖2 預(yù)放大數(shù)字全息光路示意圖通過精密的平移臺(tái)改變樣本與顯微物鏡的距離，即改變物距d0，進(jìn)而改變系統(tǒng)的放大倍數(shù)。對不同放大倍數(shù)下的全息圖進(jìn)行數(shù)值再現(xiàn)，即可對比同一物體在不同放大倍數(shù)下的再現(xiàn)像。實(shí)驗(yàn)樣本為在透明的石英玻璃上刻蝕的微孔陣列，其圓孔直徑為15μm，孔間距為80μm，孔深為564nm。微孔陣列和空氣的折射率分別為ns=1.457和nm=1。為了標(biāo)定放大倍數(shù)，利用CCD采集不同放大倍數(shù)下微孔陣列所成的像，如圖4所示�？傻玫�，三個(gè)放大像的孔平均間距分別為C1mag=1 623.5μm、C2mag=1 401.1μm和C3mag=1 224.1μm，故三個(gè)放大像所對應(yīng)的放大倍數(shù)分別為Mβ1=20.29、Mβ2=17.51和Mβ3=15.3。

【參考文獻(xiàn)】：
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