题目：基于子孔径拼接的数字全息 球面检测方法研究

数字全息技术脱胎于传统全息术，利用CCD、CMOS等新型光电传感器件代替传统的全息干板来记录全息图，再利用计算机模拟参考光照射全息图的衍射再现过程，从而还原物光场的初始复振幅分布，实现了全息图记录、存储、再现全过程的数字化。在三维形貌测量领域，数字全息技术的应用成为近些年来的研究热点，有着更广阔的应用前景。

本文在总结国内外球面面形测量技术的基础上，从理论研究、仿真分析以及实验验证等方面对数字全息技术在球体表面形貌测量领域的应用进行了研究。首先，分析了数字全息记录与再现的基本原理，从理论上研究分析了利用数字全息测量物体表面面形分布的具体思路与关键问题；在此基础上，根据数字全息的观测分辨率与成像视场的矛盾关系，提出了利用子孔径相位拼接实现大视场数字全息形貌测量的手段，经过对比分析，重点研究了基于均化误差的拼接算法，作为拼接测量的基础方案，并在理论分析的基础上对该拼接算法进行仿真和实验分析。最后，搭建了离轴全息测量光路，构建了数字全息球面检测解决方案。该方案以球面反射镜为测量对象进行数字全息拼接测量实验，得到分辨率高、大视场的球体表面相位像，并将测量结果与商用ZYGO干涉仪测量结果进行对比。实验表明，采用数字全息的方式对被测球面进行相位拼接测量的方法，能够较好地还原被测物体表面的形貌特征。同时，本文对该球面面形检测系统有针对性的进行了误差分析，并对系统的改进与完善提出了主要的方向。本文已实现全息图的记录和显示、预处理、再现以及相位拼接、倾斜像差校正等过程，使该平台可以应用于光学元器件、球形机械加工部件的表面检测，对工业应用具有非常重要的意义。