基于Gerchberg-Saxton算法的MATLAB全息图生成系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现Gerchberg-Saxton迭代算法，通过傅里叶变换优化计算相位型全息图。能够将目标光场分布转换为相位调制分布，支持光学重建应用。提供完整的全息图生成与优化解决方案。

详 情 说 明

基于Gerchberg-Saxton(GS)算法的全息图生成与优化系统

项目介绍

本项目是一个基于MATLAB实现的Gerchberg-Saxton(GS)算法全息图生成系统。该系统能够将输入的目标光场分布通过迭代傅里叶变换处理，优化计算出对应的相位调制分布，最终生成可用于光学重建的相位型全息图。系统集成了完整的参数设置、算法迭代优化、结果可视化和性能评估功能模块，为全息显示和光学计算研究提供实用的工具支持。

功能特性

• 核心算法实现：完整实现Gerchberg-Saxton迭代相位恢复算法
• 多重传输模式：支持傅里叶变换和菲涅尔衍射两种光场传播模型
• 灵活的参数配置：可自定义迭代次数、收敛阈值、波长、像素尺寸等关键参数
• 可视化分析：实时显示迭代过程中的收敛曲线和重建效果对比
• 性能评估：自动计算重建质量参数，包括信噪比、均方误差等量化指标
• 用户友好界面：提供清晰的输入输出接口和直观的结果展示

使用方法

1. 准备输入数据：准备目标光场幅度分布的二维矩阵数据
2. 设置系统参数：配置波长、像素尺寸、传输距离和迭代参数
3. 运行算法：执行主程序开始GS算法迭代优化过程
4. 查看结果：获取优化后的相位全息图及相关分析结果
5. 导出数据：保存生成的相位分布和重建光场数据用于后续应用

系统要求

• MATLAB R2018b或更高版本
• Image Processing Toolbox
• 建议内存：4GB以上
• 支持的操作系统：Windows/Linux/macOS

文件说明

主程序文件整合了系统的核心功能模块，包括参数初始化、算法流程控制、光场传播计算、收敛性监测和结果输出等关键环节。该文件实现了从目标光场输入到相位全息图生成的完整处理流程，协调各功能模块协同工作，确保算法正确执行并输出预期的全息图与性能分析数据。