前言

在数字全息术（DH）中，物体波和参考波之间的干涉图案是使用成像传感器记录的。这可以在没有透镜设备(如粒子视频跟踪系统)的情况下实现紧凑的成像。干涉图案可以用于重建原始物体。然而，再现质量受到全息图尺寸的限制。复用方法可以增加高频信息，这可以在频域或全息图(FOH)的空间域中执行。对于小的单孔检测器来说，检测大的全息图是一个挑战。自外推方法可以有效地提高单孔径DH的分辨率。但是当使用低像素检测器进行远程成像时，这种提高是有限的。合成孔径方法可以有效地扩大检测区域，使用更高阶的衍射条纹来获得更高分辨率的重建。当通过非重叠采样产生间隙时，相应的全息图分量在反向传播期间丢失。稀疏传感器阵列可以通过将来自每个传感器的光束组合到一个公共焦平面上，提供与具有相同阵列大小的大型单片系统相当的分辨率，这是一种非重叠采样方法。这种传感器阵列具有比任何单个传感器更高的空间分辨率。一氧化氮合酶方法可用于测量复杂的可见性和挑战性的信号重建。稀疏孔径成像的例子显著显示出比总面积相等的单个孔径更好的成像分辨率。这些方法对于成像系统具有独特的优势，减小了尺寸、重量和成本。这一分析和讨论对当前稀疏孔径的设计和远程成像具有指导作用。

研究内容

清华大学的研究人员提出了一种具有稀疏孔径阵列(SAA)的高分辨率衍射光栅，它可以有效地改善高阶物体衍射条纹的检测，从而提高重建质量。目标是恢复分离全息图的理想映射，并产生完整的场景。间隙中的全息条纹可以在物体和全息平面之间的迭代传播过程中逐渐恢复。这可以重建传播场并去除孪生图像。

实验方法

如果z > zp，由于衍射成分的受限记录，重建分辨率降低。对于微观物体，巨大的衍射角允许在检测平面上形成大面积的条纹分布。重建的分辨率是有限的，因为当z=z0时，只能检测到物体衍射图案的低频分量。虽然SAA不能记录所有的衍射锥，但是一个小的间隙确保每个衍射锥可以部分地入射到传感器上。由于衍射，从物平面到全息平面有一对多的映射。即使只记录了每个衍射锥的一部分，也可以利用全息术的冗余信息完全重建整个场景。在孔径合成中，当使用单孔径相机拼接大FOH时，必须考虑并校正不同位置之间的相位误差。包含频率信息的间隙条纹实际上丢失了，导致在重建过程中整个场景的相应频率分量丢失。因此，一氧化氮合酶的间隙干扰了重建物体的振幅和相位分布，降低了重建质量。

衍射受限现象。稀疏采样的衍射受限现象。

原始复值对象。

显示SRSAA方法的图表。

用于记录光学在线全息图的实验设备。

结论

基于目标能量分布和吸收特性的约束被应用于从存在缺陷的重建中提取目标函数。通过物体和全息图之间的迭代，可以再现丢失的衍射级并恢复原始物体函数。我迭代过程允许从子全息图中提取间隙信息的可靠恢复，以实现全场成像。最终检索包含检测平面中的采样区和间隙区的整个复数值场。这种使用稀疏传感器阵列的再现为高分辨率数字全息术提供了有效放大的全息图。

https://doi.org/10.1063/5.0009191。