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圖3 Gabor正交顯微鏡簡化示意圖

通過使用角度足夠大的參考波來分離 Gabor 全息圖中的重疊圖像，從而使全息圖形成的重建真實圖像和共軛圖像在遠場中變得可分離,，是全息術(shù)的重大突破之一,， 到 1970 年代，人們意識到傳播波陣面的遠場分離等價物可以在沒有全息重建的情況下模擬干涉測量,。

這一概念在 1982 年武田 (Takeda) 的開創(chuàng)性工作中廣受歡迎,，他描述了用于結(jié)構(gòu)光和表面形貌的干涉測量的載波條紋方法。載波條紋干涉測量術(shù)的基本原理源自通信理論和 Lohmann 對全息重建過程的傅里葉分析,。到 2000 年代,，計算機和相機技術(shù)已經(jīng)足夠先進，可以使用高橫向分辨率的二維數(shù)字傅里葉變換進行實時數(shù)據(jù)處理,，賦予了載波條紋干涉技術(shù)的新的生命,。

圖4 從干涉圖到最后的表面形貌地圖的過程

此外，在菲索干涉儀中,，參考波和物體表面的相對傾斜會導(dǎo)致相機處出現(xiàn)密集的干涉條紋,。如果儀器在離軸操作時，具有可控制或可補償?shù)南癫?，所以只需要對激光菲索系統(tǒng)的光機械硬件進行少量更改,，就可以實現(xiàn)這種全息數(shù)據(jù)采集,。因此，載波條紋干涉儀通常是提供機械相移的系統(tǒng)的選擇,。

雖然可見光波段激光器的發(fā)明給全息術(shù)帶來重要進展,，然而，在全息術(shù)和干涉測量術(shù)中不使用激光的主要原因是,，散斑效應(yīng)和來自塵埃顆粒和額外的反射而產(chǎn)生的相干噪聲,。通過仔細清理光學(xué)表面只能很小部分的噪聲，而圍繞系統(tǒng)的光軸連續(xù)地旋轉(zhuǎn)整個光源單元就可以解決這個問題,。如果曝光時間很長,，這種運動會增強所需的靜態(tài)圖樣，同時平均化掉大部分相干噪聲,。常用的實現(xiàn)平均化的方式包括圍繞光軸旋轉(zhuǎn)光學(xué)元件,、沿著照明光移動漫射器、用旋轉(zhuǎn)元件改變照明光的入射方向,，或在傅里葉平面中移動不同的掩模成像系統(tǒng),。

激光在 1960 年代開始出現(xiàn)在不等路徑光學(xué)裝置中，最初為全息術(shù)開發(fā)以減少相干噪聲的平均方法,，被證明也可有效改善干涉測量的結(jié)果,。圖5中，是 Close 在 1972 年提出的一種基于脈沖紅寶石激光器的便攜式全息顯微鏡,。顯微鏡記錄了四個全息圖,，每個全息圖都有一個獨立的散斑圖案，對應(yīng)于棱鏡的旋轉(zhuǎn)位置,，由全息圖形成的四個圖像不相干疊加以減少相干噪聲和散斑粒度,。

圖5 使用旋轉(zhuǎn)楔形棱鏡的相干降噪系統(tǒng)

Gabor 的背景和研究興趣使他將全息術(shù)視為一種具有大景深的新型顯微成像技術(shù)，使顯微鏡學(xué)家可以任意地檢查圖像的不同平面,。記錄后重新聚焦圖像的能力仍然是全息術(shù)的決定性特征之一,，使我們無需仔細地將物體成像到膠片或探測器上。它還可以記錄測量體積,，能夠清晰地成像三維數(shù)據(jù)的橫截面,。而數(shù)字全息術(shù)使這種能力變得更具吸引力，其重新聚焦完全在計算機內(nèi)實現(xiàn),。