數(shù)字全息技術具有全場、無接觸、快速測量三維物體等特點，已廣泛應用于三維顯示、無損檢測、生物測試等多個領域。數(shù)字全息技術可分為離軸和同軸兩種記錄方式，前者能夠有效消除共軛像與零級像的干擾，但受限于記錄器件分辨率與靶面尺寸的大??；后者記錄時物參光夾角為零，記錄器件的空間帶寬積利用率高，但不能分離共軛像與零級像。若在同軸數(shù)字全息中引入相移技術使重建像與干擾像分離，可重建出分辨率更高、噪聲更低的再現(xiàn)像，提高數(shù)字全息的三維測量精度，針對相移數(shù)字全息測量系統(tǒng)的研究具有重要的工程應用價值。

由于傳統(tǒng)機械移動的相移方法在測量過程中會不可避免地引入隨機誤差及系統(tǒng)誤差，因此為提高相移數(shù)字全息三維重建精度，有學者提出利用液晶空間光調(diào)制器（LCSLM）的相位調(diào)制特性實現(xiàn)無機械移動相移數(shù)字全息。然而LCSLM的相位調(diào)制精度受多種因素影響，在高精度測量領域有必要在應用前對其進行相位標定。

基于LCSLM的相移數(shù)字全息原理示意

液晶空間光調(diào)制器的空間不均勻性和邊緣場效應導致調(diào)制后相位存在畸變，為提高基于LCSLM的相移數(shù)字全息顯微系統(tǒng)的測量精度，本文提出了二次相位標定相移數(shù)字全息的測量方法，并通過每個液晶單元的灰度值調(diào)節(jié)，修正整體畸變相位，從而消除LCSLM的邊緣效應和空間不均勻性，并將其應用在相移數(shù)字全息實現(xiàn)高精度測量。

標定實驗結果分析

為驗證LCSLM二次相位標定后應用于相移數(shù)字全息測量精度提升的有效性。根據(jù)馬赫澤德干涉光路，設計并構建相移數(shù)字全息顯微測量裝置。實驗證明，相移數(shù)字全息系統(tǒng)中將二次相位標定后LCSLM作為相移器可提高測量精度。

LCSLM的相移數(shù)字全息實驗裝置

標定前后截面線對比分析結果

本文實驗結果表明，在干涉測量裝置中使用液晶器件，可以控制相位重建的精度，標定后的LCSLM具有較強的波前控制能力，獲得了顯著改善的相位圖像。相比于傳統(tǒng)機械移動的相移測量技術，此技術操作方便、裝置簡單，數(shù)據(jù)采集更快，降低了對環(huán)境等實驗條件的要求?？蓱糜谛巫兎治觥⑽⒓{器件三維測量等領域，因此該技術具有很好的研究價值和應用前景。

審核編輯：湯梓紅