θ调制空间伪彩色编码

(青岛大学 应用物理实验教学中心)

θ调制空间伪彩色编码

(青岛大学 应用物理实验教学中心)

1 主要内容

θ调制是阿贝成像原理的应用：对图像中不同待编色部分赋予不同取向的光栅，制成光栅片. 用白光照射该光栅片，在频谱面上得到多列方向不同但0级重合的彩色频谱. 如果在频谱面上放置空间滤波器，让不同方向的衍射斑分别透过不同的颜色，就能在像面上得到彩色像. 这是利用不同方向的光栅对图像频谱进行调制，因此称为θ调制法. 又因为它将图像的不同部位“编”上了不同的颜色，故又称空间伪彩色编码.

1.1 利用马赫-曾德尔干涉光路制作θ调制片

1)根据实验室现有设备的参量，设计和制作伪彩色编码图片，例如：帆船、苹果等双色图案，在硬纸板画好图案，并且将其分成2部分,分别刻成窗口.

2)搭建马赫-曾德尔光路，要求参考光和物光的光程和光强基本相等，光栅为100 mm-1.

3)将硬纸板与全息干板紧紧地贴在一起，利用等时曝光和不同方位光栅记录各个窗口的图案.

4)将曝光后的全息底片进行显影、定影、漂白和烘干处理，制成了由2个不同方位光栅组成的光栅片.

1.2θ调制假彩色编码

1)利用溴钨灯作为再现复色光源，搭建4f光路，光栅片(图形倒置)作为物，频谱面放置硬纸板，接收2排0级重合的具有一定夹角θ的衍射光斑.

2)判断图案各部分的光栅取向及其对应的频

谱，按照图片编色要求在频谱面进行处理，对不同部分编以不同颜色，像面上出现假彩色图案.

2 创新点

该实验属于综合设计性实验，要求学生综合信息光学理论知识，设计并完成实验要求. 由学生根据实验室现有的设备参量，设计编码图像；根据光栅常量要求设计马赫-曾德尔光路和4f光路的实验参量，同时考虑频谱面同级衍射斑的色散能力和同色多级衍射斑的合频能力；判定图案各部分频谱并且编以不同颜色，像面上出现假彩色图案.

3 主要成效

该实验是对信息光学重要知识点和实验手段的综合应用，包括傅里叶变换、频谱分析和滤波以及光路设计等，有利于学生理解和运用所学知识，提高了学生对信息光学理论和实验知识的掌握程度，为学生的创新实验和毕业论文(设计)奠定了理论和实验基础，也加强了学生之间的协作能力和互助精神. 对于接下来要报考硕士研究生的学生，是一次较好的实验研究经历. 很多考研学生在面试时，专业实验也是重要的考察方面，有些学校还会考核学生的实际操作能力. 学生经过专业实验的培训，可以较好地通过面试中该环节的考核.

(执笔：刘眉洁)

[责任编辑：任德香]

(待续)