Auflösungssteigerung in der digitalen Holographie durch adaptive Speckle-Beleuchtung

Die konventionelle digitale Holographie mit ebenen Beleuchtungswellen ist durch die begrenzte Beleuchtungsapertur und den Pixelabstand des Bildsensors in ihrer lateralen Auflösung eingeschränkt. In diesem Beitrag zeigen wir, dass sich dieses Problem durch den Einsatz mehrerer unkorrelierter Speckle-Beleuchtungen lösen lässt. Die Speckle-Beleuchtung wird mittels eines Glasdiffusors erzeugt. Die dabei entstehenden Speckle-Felder verschieben höhere Raumfrequenzen des Objekts in die objektseitige Apertur, wodurch die effektive numerische Apertur vergrößert und die räumliche Auflösung verbessert wird. Mithilfe von Referenzaufnahmen des Diffusors in Kombination mit einem Entfaltungsalgorithmus werden die Raumfrequenzen in ihre ursprünglichen Positionen zurückgeführt, wodurch die erhöhte Auflösung sichtbar wird. Die erzielte Auflösungssteigerung ist dabei umgekehrt proportional zur durchschnittlichen Größe der Speckle-Intensitäten. Durch Anpassung der Beleuchtungsapertur lässt sich die Speckle-Größe gezielt variieren. Ziel dieses Beitrags ist es, den Zusammenhang zwischen der Speckle-Größe und der erzielten Auflösungssteigerung systematisch zu untersuchen.