圖3為基于邁克爾遜干涉儀的非相干自干涉全息系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)光照明下的成像仿真結(jié)果。利用三步相移法、三相位頻譜分離法、傅里葉移位定理、不同級(jí)次頻譜的疊加，從18張全息圖中得到的成像仿真結(jié)果如圖3(c)所示。當(dāng)加載兩個(gè)方向的光柵（空間頻率為15 lp/mm）時(shí)，系統(tǒng)水平方向和豎直方向的分辨率均為35.92 lp/mm，相較于均勻照明的整體分辨率提高了0.78倍。

以上成像仿真結(jié)果證明采用結(jié)構(gòu)光照明相比均勻光照明可以提高成像系統(tǒng)的分辨率。

2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

研究者搭建如圖1所示的結(jié)構(gòu)光照明基于邁克爾遜干涉儀的非相干自干涉數(shù)字全息系統(tǒng)，以非相干氙燈作為照明光源，通過(guò)在SLM上加載“1”值的均勻矩陣或余弦光柵可以分別實(shí)現(xiàn)均勻照明或結(jié)構(gòu)光照明。

圖4.均勻光照明下分辨率板的實(shí)驗(yàn)成像結(jié)果

均勻照明下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖4所示，圖4(d)是經(jīng)過(guò)廣義三步相移算法和角譜衍射算法重建后得到重建圖，圖4(e)為圖4(d)中藍(lán)色框內(nèi)的放大圖像，實(shí)驗(yàn)搭建系統(tǒng)的分辨率為45.25 lp/mm。 

圖5.不同頻率的結(jié)構(gòu)光照明下分辨率板的實(shí)驗(yàn)成像結(jié)果

結(jié)構(gòu)光照明下的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示，分別在SLM上加載不同空間頻率（20 lp/mm、40 lp/mm）的余弦光柵，得到分辨率板重建圖像。系統(tǒng)的實(shí)測(cè)分辨率分別為64.00 lp/mm和90.51 lp/mm，整體分辨率相較于均勻照明時(shí)分別提高0.41倍和1倍。

小結(jié)

以上仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果都表明，將結(jié)構(gòu)光照明技術(shù)引入邁克爾遜非相干數(shù)字全息系統(tǒng)或其他自干涉系統(tǒng)可以顯著提高成像系統(tǒng)的分辨率（文中整體分辨率最大提高量為1倍）。該研究將有望在后續(xù)內(nèi)容中結(jié)合顯微物鏡實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的超分辨率成像，進(jìn)一步推向?qū)嶋H應(yīng)用。

論文原文：鄭夢(mèng)杰，杜艷麗，黃松濤，等. 結(jié)構(gòu)光照明下的非相干自干涉數(shù)字全息成像[ J]. 光電工程，2022，49(7): 210451. doi: 10.12086/oee.2022.210451

論文鏈接：https://cn.oejournal.org/article/doi/10.12086/oee.2022.210451