CN115083247B - 一种全息图频谱分离方法和全息图频谱分离实验*** - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种全息图频谱分离方法和全息图频谱分离实验***，所述方法针对包含两种物体信息的目标光束，通过对两路物光波先移相混合调制再分束的方式获得不同相位下两路物光波混合调制后在不同成像距离下的全息图像，然后根据不同相位下的全息图像解析第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波FT{S}的频谱信息。通过本发明可实现全息图频谱分离，填充了现有技术的空白，为全息图频谱分离技术的进一步发展奠定了基础。

Description

一种全息图频谱分离方法和全息图频谱分离实验***

技术领域

本发明涉及光学成像领域，尤其涉及一种全息图频谱分离方法和全息图频谱分离实验***。

背景技术

物体重影是日常生活中经常会遇到的现象，这种现象是由于拍摄图像时两路以上物光波混频导致的。如何对混频后的物波光进行分离，即全息图频谱分离目前还是图像处理领域的空白，对全息图频谱分离的研究有利于图像处理技术得到进一步发展。

发明内容

为了解决上述现有技术中缺乏全息图频谱分离手段的缺陷，本发明提出了一种全息图频谱分离方法和全息图频谱分离实验***。

本发明采用以下技术方案：

一种全息图频谱分离方法，包括以下步骤：

将携带有第一物体信息的物光波记作第一物光波，将携带有第二物体信息的物光波记作第二物光波，将第一物光波和第二物光波混合调制后的光束记作目标光束，在目标光束的传播路径上设置分束器将目标光束分为两路目标分光束，在所述两路目标分光束的传播路径上分别设置第一相机和第二相机以拍摄图像，第一相机的成像距离z1和第二相机的成像距离z2不相等；

令第一物光波和第二物光波相移均为0时，第一相机拍摄图像的光强记作 E₁₀，第二相机拍摄图像的光强记作E₂₀；

令第一物光波相移为π，第二物光波相移为0时，第一相机拍摄图像的光强记作E₁₁，第二相机拍摄图像的光强记作E₂₁；

令第一物光波相移为0，第二物光波相移为π时，第一相机拍摄图像的光强记作E₁₂，第二相机拍摄图像的光强记作E₂₂；

令第一物光波和第二物光波相移均为π时，第一相机拍摄图像的光强记作 E₁₃，第二相机拍摄图像的光强记作E₂₃；

计算第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}，计算公式如下：

H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/(λzk)，v＝y/(λzk)，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离即成像距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移，FT{}表示傅里叶变换，i表示虚数，

一种全息图频谱分离实验***，包括：光源、偏振分束器、第一相移模块、第二相移模块、反射模块、合束器、空间光调制器、分束器、第一相机、第二相机和处理器；偏振分束器位于光源的出射方向上，偏振分束器用于将入射光线分为两束光线，该两束光线分别记作第一分光束和第二分光束，反射模块用于调整第一分光束和第二分光束中至少一束的传播方向，使得第一分光束和第二分光束入射到合束器的入射面；

第一相移模块设置在第一分光束的传播方向上，第二相移模块设置在第二分光束的传播方向上；第一分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第一目标位置，第一目标位置位于第一相移模块前端；第二分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第二目标位置，第二目标位置位于第二相移模块前端；

空间光调制器的入射面位于合束器的出射方向上，分束器的入射面位于空间光调制器的出射方向上，第一相机用于对分束器第一个出射方向进行拍摄，第二相机用于对分束器的第二个出射方向进行拍摄；

处理器用于根据以下计算公式计算第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}，计算公式如下：

H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/(λzk)，v＝y/(λzk)，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离即成像距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移，FT{}表示傅里叶变换，i表示虚数，

E₁₀和E₂₀分别表示第一物光波和第二物光波相移均为0时第一相机拍摄图像的光强和第二相机拍摄图像的光强；

E₁₁和E₂₁分别表示第一物光波相移为π且第二物光波相移为0时第一相机拍摄图像的光强和第二相机拍摄图像的光强；

E₁₂和E₂₂分别表示第一物光波相移为0且第二物光波相移为π时第一相机拍摄图像的光强和第二相机拍摄图像的光强；

E₁₃和E₂₃分别表示第一物光波和第二物光波相移均为π时第一相机拍摄图像的光强和第二相机拍摄图像的光强记作E₂₃。

优选的，还包括控制处理模块，控制处理模块分别连接第一相移模块、第二相移模块、第一相机和第二相机；控制处理模块用于控制第一相移模块和第二相移模块的相移，并用于通过第一相机和第二相机在第一相移模块和第二相移模块处于不同工作状态时获取的拍摄图像确定E₁₀、E₂₀、E₁₁、E₂₁、E₁₂、E₂₂、E₁₃和E₂₃。

优选的，反射模块包括：第一反射镜和第二反射镜；第一反射镜设置在第一分光束的传播方向上，第二反射镜设置在第二分光束的传播方向上。

优选的，偏振分束器、第一反射镜、第二反射镜和合束器布置在同一矩形的四个角点上。

优选的，第一目标位置和第一相移模块位于第一反射镜的同一侧，第二目标位置和第二相移模块位于第二反射镜的同一侧。

优选的，第一目标位置和第一相移模块位于第一反射镜的入射方向方向上，第二目标位置和第二相移模块位于第二反射镜的出射方向方向上。

本发明的优点在于：

(1)本发明提出的全息谱频谱分离方法，针对包含两种物体信息的目标光束，通过对两路物光波先移相混合调制再分束的方式获得不同相位下两路物光波混合调制后在不同成像距离下的全息图像，然后根据不同相位下的全息图像解析第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波FT{S}的频谱信息。通过本发明可实现全息图频谱分离，填充了现有技术的空白，为全息图频谱分离技术的进一步发展奠定了基础。

(2)本发明提出的全息谱频谱分离实验***，可用于验证上述的全息谱频谱分离方法，实现对两路物光波相位的精确调制，确保验证结果的精确。

(3)本发明中，通过控制处理模块的设置，实现了实验数据的自动采集和处理，有利于提高实验效率，保证实验结果的精确。

(4)本发明中，通过设置反射镜，使得实验***的光路更加灵活可调，保证了光路上实验设备的合理布局。

(5)本发明中，偏振分束器、第一反射镜、第二反射镜和合束器布置在同一矩形的四个角点上，结构紧凑合理，有利于实验***的复现，保证实验环境的稳定设置。

(6)本发明中，同一分光束传播路径上，相移模块和反射镜位于目标位置同一侧，保证相移模块直接对未经转向的物光波进行相位调整，从而进一步保证物光波相位调整的精确。

(7)第一目标位置和第一相移模块所在光线路径与第二目标位置和第二相移模块所在光线路径相互平行，保证了实验设备在空间上的合理分布和布局紧凑。

附图说明

图1为本发明提出的一种全息图频谱分离方法流程图；

图2为本发明提出的一种全息图频谱分离实验***光路图；

图3为实施例3、实施例4所获全息图像；

图4为实施例3中解析获得的第一路物光波频谱和第二路物光波频谱；

图5为实施例3中解析获得的两个物体标本的相位图；

图6为实施例4中解析获得的第一路物光波频谱和第二路物光波频谱；

图7为实施例4中解析获得的两个物体标本的相位图。

图示：3、光源；4、偏振分束器；5、第一相移模块；6、第二相移模块； 71、第一反射镜；72、第二反射镜；8、合束器；9、空间光调制器；10、分束器；1、第一相机；2、第二相机；O1、第一目标位置；S1、第二目标位置。

具体实施方式

实施例1：一种全息图频谱分离方法

将两束携带有不同物体信息的物光波混合调制后的光束记作目标光束，本实施例提出的一种全息图频谱分离方法用于分离所述两束物光波的频谱信息。

本实施例中，首先对目标光束进行分束，将目标光束分为两路目标分光束，在所述两路目标分光束的传播路径上分别设置第一相机1和第二相机2，第一相机1的成像距离z1和第二相机2的成像距离z2不相等。如此，通过第一相机1 和第二相机2分别对两路目标分光束进行成像，然后基于第一相机1和第二相机2的采集数据计算两路物光波的频谱信息FT{O}和FT{S}。

令第一物光波和第二物光波相移均为0时，第一相机1拍摄图像的光强记作E₁₀，第二相机2拍摄图像的光强记作E₂₀。

令：

E₁₀＝|O_z1|²+|S_z1|²+|R|²+O_z1R^*+O_z1 ^*R+S_z1R^*+S_z1 ^*R+O_z1 ^*S_z1+O_z1S_z1 ^*

E₂₀＝|O_z2|²+|S2|²+|R|²+O_z2R^*+O_z2 ^*R+S_z2R^*+S_z2 ^*R+O_z2 ^*S_z2+O_z2S_z2 ^* (1)

公式(1)中，R表示参考光复振幅，R为设定参数；下标z1、z2表示成像距离；O_z1表示第一相机拍摄的第一物光波全息图复振幅，S_z1表示第一相机拍摄的第二物光波全息图复振幅；O_z2表示第二相机拍摄的第一物光波全息图复振幅， S_z2表示第二相机拍摄的第二物光波全息图复振幅；R^*、O_z1 ^*、S_z1 ^*、O_z2 ^*、S_z2 ^*分别表示R、O_z1、S_z1、O_z2、S_z2的共轭。

令第一物光波相移为π，第二物光波相移为0时，第一相机1拍摄图像的光强记作E₁₁，第二相机2拍摄图像的光强记作E₂₁。

此时只给第一物光波相移施加相移π，故而第一相机拍摄的第一物光波全息图复振幅为O_z1e^iπ，即-O_z1；第二相机拍摄的第一物光波全息图复振幅为 O_z2e^iπ，即-O_z2，因此：

E₁₁＝|O_z1|²+|S_z1|²+|R|²-O_z1R^*-O_z1 ^*R+S_z1R^*+S_z1 ^*R-O_z1 ^*S_z1-O_z1S_z1 ^*

E₂₁＝|O_z2|²+|S_z2|²+|R|²-O_z2R^*-O_z2 ^*R+S_z2R^*+S_z2 ^*R-O_z2 ^*S_z2-O_z2S_z2 ^* (2)

令第一物光波相移为0，第二物光波相移为π时，第一相机1拍摄图像的光强记作E₁₂，第二相机2拍摄图像的光强记作E₂₂。

此时只给第二物光波相移施加相移π，故而第一相机拍摄的第二物光波全息图复振幅为S_z1e^iπ，即-S_z1；第二相机拍摄的第二物光波全息图复振幅为 S_z2e^iπ，即-S_z2，因此：

E₁₂＝|O_z1|²+|S_z1|²+|R|²+O_z1R^*+O_z1 ^*R-S_z1R^*-S_z1 ^*R-O_z1 ^*S_z1-O_z1S_z1 ^*

E₂₂＝|O_z2|²+|S_z2|²+|R|²+O_z2R^*+O_z2 ^*R-S_z2R^*-S_z2 ^*R-O_z2 ^*S_z2-O_z2S_z2 ^* (3)

令第一物光波和第二物光波相移均为π时，第一相机1拍摄图像的光强记作E₁₃，第二相机2拍摄图像的光强记作E₂₃.

此时同时给第一物光波和第二物光波相移施加相移π，故而第一相机拍摄的第一物光波全息图复振幅为O_z1e^iπ，即-O_z1；第二相机拍摄的第一物光波全息图复振幅为O_z2e^iπ，即-O_z2；第一相机拍摄的第二物光波全息图复振幅为S_z1e^iπ，即-S_z1；第二相机拍摄的第二物光波全息图复振幅为S_z2e^iπ，即-S_z2，因此：

E₁₃＝|O_z1|²+|S_z1|²+|R|²-O_z1R^*-O_z1 ^*R-S_z1R^*-S_z1 ^*R+O_z1 ^*S_z1+O_z1S_z1 ^*

E₂₃＝|O_z2|²+|S_z2|²+|R|²-O_z2R^*-O_z2 ^*R-S_z2R^*-S_z2 ^*R+O_z2 ^*S_z2+O_z2S_z2 ^* (4)

结合公式(1)至(4)可得：

E₁₀-E₁₁+E₁₂-E₁₃＝4(O_z1R^*+O_z1 ^*R) (5-1)

E₁₀+E₁₁-E₁₂-E₁₃＝4(S_z1R^*+S_z1 ^*R) (5-2)

E₂₀-E₂₁+E₂₂-E₂₃＝4(O_z2R^*+O_z2 ^*R) (6-1)

E₂₀+E₂₁-E₂₂-E₂₃＝4(S_z2R^*+S_z2 ^*R) (6-2)

结合公式(5-1)(6-1)可得：

FT{E₁₀-E₁₁+E₁₂-E₁₃}＝4FT{O_z1R^*}+4FT{O_z1 ^*R}

FT{E₂₀-E₂₁+E₂₂-E₂₃}＝4FT{O_z2R^*}+4FT{O_z2 ^*R}

令R＝1：

FT{E₁₀-E₁₁+E₁₂-E₁₃}＝4FT{O_z1}+4FT{O_z1 ^*}＝4FT{O}H_z1+4FT{O^*}H_z1

FT{E₂₀-E₂₁+E₂₂-E₂₃}＝4FT{O_z2}+4FT{O_z2 ^*}＝4FT{O}H_z2+4FT{O^*}H_z2

H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/(λzk)，v＝y/(λzk)，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移。FT{}表示傅里叶变换， i表示虚数，/>

消去FT{O^*}(H_z2-z1-H_z1-z2)，可得：

即：

结合公式(5-2)(6-2)可得：

FT{E₁₀+E₁₁-E₁₂-E₁₃}＝4FT{S_z1R^*}+4FT{S_z1 ^*R}

FT{E₂₀+E₂₁-E₂₂-E₂₃}＝4FT{S_z2R^*}+4FT{S_z2 ^*R}

令R＝1：

FT{E₁₀+E₁₁-E₁₂-E₁₃}＝4FT{S_z1}+4FT{S_z1 ^*}＝4FT{S}H_z1+4FT{S^*}H_z1

FT{E₂₀+E₂₁-E₂₂-E₂₃}＝4FT{S_z2}+4FT{S_z2 ^*}＝4FT{S}H_z2+4FT{S^*}H_z2

消去4FT{S^*}(H_z2-z1-H_z1-z2)，得：

即：

本申请中，H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/λzk，v＝y/λzk，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移。

因此，本实施例中，针对包含两种物体信息的目标光束，通过对两路物光波先移相混合调制再分束的方式获得不同相位下两路物光波混合调制后在不同成像距离下的全息图像，然后根据全息图像的光强E₁₀、E₂₀、E₁₁、E₂₁、E₁₂、E₂₂、 E₁₃和E₂₃解析第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波FT{S}的频谱信息。

实施例2：一种全息图频谱分离实验***

本实施例中，还提供了一种全息图频谱分离实验***，***包括：光源3、偏振分束器4、第一相移模块5、第二相移模块6、反射模块、合束器8、空间光调制器9、分束器10、第一相机1、第二相机2和处理器。偏振分束器4位于光源3的出射方向上，偏振分束器4用于将入射光线分为两束光线，该两束光线分别记作第一分光束和第二分光束，反射模块用于调整第一分光束和第二分光束中至少一束的传播方向，使得第一分光束和第二分光束入射到合束器8的入射面。

第一相移模块设置在第一分光束的传播方向上，第二相移模块6设置在第二分光束的传播方向上；第一分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第一目标位置O1，第一目标位置O1位于第一相移模块5前端；第二分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第二目标位置S1，第二目标位置S1位于第二相移模块6前端。如此，第一分光束经过第一目标位置O1上的第一物体后形成携带有第一物体信息的物光波，即第一物光波，第一相移模块5用于调整第一物光波的相位。第二分光束经过第二目标位置S1上的第二物体后形成携带有第二物体信息的物光波，即第二物光波，第二相移模块6用于调整第二物光波的相位。

空间光调制器9的入射面位于合束器8的出射方向上，分束器10的入射面位于空间光调制器9的出射方向上，第一相机1用于对分束器10第一个出射方向进行拍摄，第二相机2用于对分束器10的第二个出射方向进行拍摄。

如此，第一物光波和第二物光波经过合束器合束后再经过空间光调制器进行调整，形成目标光束；目标光束被分束器一分为二，即第一目标分光束和第二目标分光束，第一相机1位于第一目标分光束的传播方向上，第二相机2位于第二目标分光束的传播方向上。

第一相机1和第二相机2的拍摄图像均为全息成像，同时包含了第一物体信息和第二物体信息。

本实施例中，通过调整第一相移模块5和第二相移模块6的工作状态，可实现第一物光波和第二物光波的相位调整，从而通过第一相机1和第二相机2 采集由多组相位的第一物光波和第二物光波混合调制的目标光束在不同成像距离上成像的光强E₁₀、E₂₀、E₁₁、E₂₁、E₁₂、E₂₂、E₁₃和E₂₃，然后再结合获得的光强代入公式(7)(8)解析第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波FT{S}的频谱信息。

本实施例中，反射模块用于调整第一分光束和/或第二分光束的传播路径，从而使得第一物光波和第二物光波在分束器10的入射面汇聚。具体实施时，反射模块可以在第一目标位置O1和第二目标位置S1的前端改变光线路径，也可在第一相移模块和第二相移模块后端改变光线路径。

本实施例中，反射模块包括：第一反射镜71和第二反射镜72；第一反射镜 71设置在第一分光束的传播方向上，第二反射镜72设置在第二分光束的传播方向上，以便对第一分光束的传播方向和第二分光束的传播方向进行灵活调节。

本实施例中，偏振分束器4、第一反射镜71、第二反射镜72和合束器8布置在同一矩形的四个角点上。如此、第一分光束的传播路径和第二分光束的传播路径均为L型，且相互配合形成矩形，方便光线传播方向上第一目标位置O1、第二目标位置S1、第一相移模块5和第二相移模块6的设置。

更进一步实施例中，第一目标位置O1和第一相移模块5位于第一反射镜71 的同一侧，第二目标位置S1和第二相移模块6位于第二反射镜72的同一侧，以保证相移模块直接对未经转向的物光波进行相位调整，从而进一步保证物光波相位调整的精确。

如图2所示，本实施例中，第一目标位置O1和第一相移模块位于第一反射镜71的入射方向方向上，第二目标位置S1和第二相移模块6位于第二反射镜 72的出射方向方向上。如此，第一目标位置O1和第一相移模块所在光线路径与第二目标位置S1和第二相移模块所在光线路径相互平行，保证了实验设备在空间上的合理分布和布局紧凑。

实施例3

本实施例中，采用实施例2所示的全息图频谱分离实验***获得第一相机1 和第二相机2拍摄的全息图如图3中(b2)所示，本实施例中的全息图频谱分离实验***采用氙灯作为光源。结合实施例1所述全息图频谱分离方法进行处理，分别获得第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}。FT{O} 对应的频谱如图4中(a1)所示，对该频谱进行相位解析，可获得如图5中(b1) 所示的相位图，该相位图即为第一目标位置O1上的物体标本的相位图。FT{S}对应的频谱如图4中(a2)所示，对该频谱进行相位解析，可获得如图5中(b3)所示的相位图，该相位图即为第二目标位置S1上的物体标本的相位图。

实施例4

本实施例相对于实施例3所采用的的全息图频谱分离实验***，仅改变光源3的位置，即调整第一分光束对第一目标位置O1的照射角度和第二分光束对第二目标位置S1的照射角度，第一目标位置O1上的物体标本和第二目标位置 S1上的物体标本均与实施例3相同。

图3所示(c2)为本实施例中第一相机1和第二相机2拍摄的全息图。结合实施例1所述全息图频谱分离方法进行处理，分别获得第一物光波的频谱信息 FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}。FT{O}对应的频谱如图6中(a3)所示，对该频谱进行相位解析，可获得如图7中(c1)所示的相位图，该相位图即为第一目标位置O1上的物体标本的相位图。FT{S}对应的频谱如图6中(a4)所示，对该频谱进行相位解析，可获得如图7中(c3)所示的相位图，该相位图即为第二目标位置S1上的物体标本的相位图。

结合实施例3和实施例4可知，本发明中的全息图频谱分离方法，精确有效，填补了全息图频谱分离方向的空白，为全息谱频谱分离的进一步发展奠定了基础。

以上仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种全息图频谱分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

将携带有第一物体信息的物光波记作第一物光波，将携带有第二物体信息的物光波记作第二物光波，将第一物光波和第二物光波混合调制后的光束记作目标光束，在目标光束的传播路径上设置分束器(10)将目标光束分为两路目标分光束，在所述两路目标分光束的传播路径上分别设置第一相机(1)和第二相机(2)以拍摄图像，第一相机(1)的成像距离z1和第二相机(2)的成像距离z2不相等；

令第一物光波和第二物光波相移均为0时，第一相机(1)拍摄图像的光强记作E₁₀，第二相机(2)拍摄图像的光强记作E₂₀；

令第一物光波相移为π，第二物光波相移为0时，第一相机(1)拍摄图像的光强记作E₁₁，第二相机(2)拍摄图像的光强记作E₂₁；

令第一物光波相移为0，第二物光波相移为π时，第一相机(1)拍摄图像的光强记作E₁₂，第二相机(2)拍摄图像的光强记作E₂₂；

令第一物光波和第二物光波相移均为π时，第一相机(1)拍摄图像的光强记作E₁₃，第二相机(2)拍摄图像的光强记作E₂₃；

计算第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}，计算公式如下：

H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/(λzk)，v＝y/(λzk)，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离即成像距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移，FT{}表示傅里叶变换，i表示虚数，/>

2.一种全息图频谱分离实验***，其特征在于，包括：第一相机(1)、第二相机(2)、光源(3)、偏振分束器(4)、第一相移模块(5)、第二相移模块(6)、反射模块、合束器(8)、空间光调制器(9)、分束器(10)和处理器；偏振分束器(4)位于光源(3)的出射方向上，偏振分束器(4)用于将入射光线分为两束光线，该两束光线分别记作第一分光束和第二分光束，反射模块用于调整第一分光束和第二分光束中至少一束的传播方向，使得第一分光束和第二分光束入射到合束器(8)的入射面；

第一相移模块(5)设置在第一分光束的传播方向上，第二相移模块(6)设置在第二分光束的传播方向上；第一分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第一目标位置(O1)，第一目标位置(O1)位于第一相移模块(5)前端；第二分光束传播路径上设有用于放置物体标本的第二目标位置(S1)，第二目标位置(S1)位于第二相移模块(6)前端；

空间光调制器(9)的入射面位于合束器(8)的出射方向上，分束器(10)的入射面位于空间光调制器(9)的出射方向上，第一相机(1)用于对分束器(10)第一个出射方向进行拍摄，第二相机(2)用于对分束器(10)的第二个出射方向进行拍摄；

处理器用于根据以下计算公式计算第一物光波的频谱信息FT{O}和第二物光波的频谱信息FT{S}，计算公式如下：

H表示全息图传递函数，u、v、k表示计算参数，u＝x/(λzk)，v＝y/(λzk)，k＝2π/λ，λ表示光波长，z表示光波轴向位移即光的传播距离即成像距离，x表示光波横向位移，y表示光波纵向位移，FT{}表示傅里叶变换，i表示虚数，/>

E₁₀和E₂₀分别表示第一物光波和第二物光波相移均为0时第一相机(1)拍摄图像的光强和第二相机(2)拍摄图像的光强；

E₁₁和E₂₁分别表示第一物光波相移为π且第二物光波相移为0时第一相机(1)拍摄图像的光强和第二相机(2)拍摄图像的光强；

E₁₂和E₂₂分别表示第一物光波相移为0且第二物光波相移为π时第一相机(1)拍摄图像的光强和第二相机(2)拍摄图像的光强；

E₁₃和E₂₃分别表示第一物光波和第二物光波相移均为π时第一相机(1)拍摄图像的光强和第二相机(2)拍摄图像的光强记作E₂₃。

3.如权利要求2所述的全息图频谱分离实验***，其特征在于，还包括控制处理模块，控制处理模块分别连接第一相移模块(5)、第二相移模块(6)、第一相机(1)和第二相机(2)；控制处理模块用于控制第一相移模块(5)和第二相移模块(6)的相移，并用于通过第一相机(1)和第二相机(2)在第一相移模块(5)和第二相移模块(6)处于不同工作状态时获取的拍摄图像确定E₁₀、E₂₀、E₁₁、E₂₁、E₁₂、E₂₂、E₁₃和E₂₃。

4.如权利要求2所述的全息图频谱分离实验***，其特征在于，反射模块包括：第一反射镜(71)和第二反射镜(72)；第一反射镜(71)设置在第一分光束的传播方向上，第二反射镜(72)设置在第二分光束的传播方向上。

5.如权利要求4所述的全息图频谱分离实验***，其特征在于，偏振分束器(4)、第一反射镜(71)、第二反射镜(72)和合束器(8)布置在同一矩形的四个角点上。

6.如权利要求5所述的全息图频谱分离实验***，其特征在于，第一目标位置(O1)和第一相移模块(5)位于第一反射镜(71)的同一侧，第二目标位置(S1)和第二相移模块(6)位于第二反射镜(72)的同一侧。

7.如权利要求6所述的全息图频谱分离实验***，其特征在于，第一目标位置(O1)和第一相移模块(5)位于第一反射镜(71)的入射方向方向上，第二目标位置(S1)和第二相移模块(6)位于第二反射镜(72)的出射方向方向上。