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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(yuǎn)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(yuǎn)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(jī)和相機(jī)技術(shù)已經(jīng)足夠先進(jìn),，可以使用高橫向分辨率的二維數(shù)字傅里葉變換進(jìn)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(jī)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(bǔ)償?shù)南癫睿灾恍枰獙す夥扑飨到y(tǒng)的光機(jī)械硬件進(jìn)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(jī)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(jìn)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(xì)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(yùn)動會增強(qiáng)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(dú)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(xì)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(jī)內(nèi)實現(xiàn)。