信息光学528382.ppt

基元全息图的干涉条纹形成及分布形式有以下几种情况： 等光程差面 等相位差面 等强度面抛开具体记录光路，从分解的角度来看，在记录面上进行叠加的基本光波形式，可归纳为或可分解为以下几种情况： (1) 平面波与平面波； (2) 平面波与球面波； (3) 球面波与球面波； 以图（b）为例 点源与平面波的空间干涉条纹分布。 位于O的点源： 平面波 条纹的峰值强度面（或等相位面）满足 ；c＝2nπ 显然对应一族旋转抛物面。 其它的点源与平面波相互干涉组合分析方法相同。 感光胶片记录的干涉图样（条纹分布）与空间放置位置有关。 图（c）是参考光波与物光波均为发散球面波的情况，峰值强度面是旋转双曲面，轴线为两个点光源的连线。 图（d）是一个发散的球面波和一个会聚的球面波相干涉 在位置1是同轴全息团，条纹是中心疏边缘密的同心圆环；在位置2是离轴全息图；在位置3是透射体积全息图；在位置4是反射体积全息图．图（C）中的位置5是无透镜的傅立叶变换全息图 例5.4.1 研究基元光栅，如图所示，参考光和物光均为平行光 对称入射到记录介质Σ上，即，二者之间的夹角为 （1）求出全息图上干涉条纹的形状和条纹间距公式． 解：（1）设物光波和参考光波分别为 ， 全息干板上的干涉场为： 全息干板上的光强分布为：显然干涉条纹的形式是正弦型的，条纹峰值由 决定，它是一组与y轴垂直的平行直线。条纹间距Δy为 若物光与参考光对称入射，即 ，于是上式为： 5.5菲涅耳全息图 特点：记录平面位于菲涅耳衍射区。物体可以看成是点源的线性组合，讨论点全息图有普遍意义。 5.5.1点源全息图的记录和再现两相干点光源产生的全息图就是点源全息图，也是波带片全息图。两点源坐标（物）O(x0,y0,z0)和（参考）R(xr,yr,zr)。全息底片位于z＝0平面。两点源位置满足菲涅耳近似条件 傍轴条件： Q 参考光和物光波长λ1， 以记录面上原点为相位参考点。物光波(object source)的位相 记录面上的物光振幅 记录面的复振幅 记录平面上的物光波写成 同样可写出参考光(reference source)的复振幅分布 记录面上的光强分布 显影定影后振幅透过率正比于曝光量 带有有用信息的两项 再现过程中使用波长λ2， 点源位于（xp,yp,zp）发出球面波 对应t3，t4项U3＝t3C(x,y)； U4＝t4C(x,y) (5.5.10) (5.5.11) 在傍轴近似下，点源(xi,yi,zi)在z＝0平面上形成的球面波的复振幅分 布可表达为 与(5.5.10) (5.5.11)比较可得到衍射后的会聚或发散像点坐标 上一组符号对应U3，下一组对应U4。 Zi为正表示发散波，再现像为虚；Zi为负表示会聚波，再现像为实（可在屏上直接成像）。 （5.5.13） （5.5.15） （5.5.14） 上式给出了菲涅耳全息的像点与物点及参考点之间位置关系。 是再现像点的位置，这组公式类似于几何光学 中的透镜成像公式。 像的横向放大率 纵向放大率 （1）再现波和参考波完全一样，即 由公式（5.5.13）～（5.5.15）得 U3及 U4 5.5.2几种特殊情况的讨论 对U4，因zi2为正，产生物点的虚像，像点的空间位置与物点重合，横向放大率为1。为原物点的准确再现。 U3可以是实像也可是虚像，由Zi1的正负确定。M不为1。? U3及 U4 由公式（5.5.13）～（5.5.15）得? （2）再现光波与参考光波共轭 U3产生物点的一个实像；像点与物点的空间位置镜像对称。观察到与原物形状相同，但凸凹互易的赝视实像。U4的虚实有zi2符号确定。 (3）参考光波和再现光波都是沿z轴传播的平面波 (4）物点与参考点（光源）位于z轴上。 得到两像点位于全息图两侧对称位置。一实一虚。 ,由U3和U4的计算公式得 由公式（5.5.13）～（5.5.15）得? 透过率的峰值出现在相位2π整数倍位置。 即 干涉条纹为一族同心圆，圆心位于原点，为同轴全息图，同心 圆半径 再现过程： ?（a）轴上光源再现，xp＝yp＝0 由（5.5.13） 两像点位于z轴；? 当照明光源与参考光源完全相同时，zp＝zr ，λ2＝λ1 U4产生的虚像与原物重合，另一像点U3的虚实由Zi1的符号确定。 U3产生与原物点位置对称的实像，另一点U4的虚实由Zi2的符号确定。? 当照明光源与参考光源共轭时zp＝-zr 因， 两像点位于通过坐标原点的倾斜直线上。 （b）同轴全息图用轴外照明光源再现，光源坐标（xp,yp,zp）， 像点坐标 已知 第五章 光学全息(Holography)防伪硬包装烟盒软包装防伪样品袋软包装样品袋软包装样品袋全息与荧光油墨印刷复合全息防伪烟标复合标识全息隐形加密与温变油墨印刷复合 光学全息基本思想