信息光学5_2.ppt

参考光波 初始物光波 变形后的物光波 两次曝光时间相同，总曝光强度 线性记录条件下，全息图振幅透过率 再现时用参考光波照明全息图，在原再现像的位置上接收到原物和变形物的波前 干涉结果得到光强分布 引起位相变化的物理量可以是位移、折射率、变形、温度、密度等。 为一组干涉条纹。 可采用脉冲激光器作光源获得瞬时变化。如对白炽灯通电前记录干涉场，在通电后观察干涉条纹变化研究气体受热产生的折射率变化。 用平行光照射透明物体，透射光和参考光干涉产生产生全息图。 第二次曝光时，样品已发生了变化，用原来的参考光照明并在 全息图后放置会聚透镜，眼睛位于透镜焦点处的小孔光阑处观 察物面上的条纹分布。 5.13.2单次曝光法是一种实时测量方法。首先在全息干板上记录未变化的物光波标准波面。将制成的全息干板准确放置在原来光路位置。将待测物引入光路。用变化了的物光波与原参考光波同时照射全息干板，使直接透射全息图的物光波与全息图再现的物光波发生干涉，从而得到实时的全息干涉图。 参考光波 初始物光波 记录的光强分布 全息图的复振幅透过率 将全息图精确复位后用参考光波和变形后物光波 同时照射全息图 光强为 光强按余弦规律变化。 于是，在全息图的衍射光波中，与原始光波和变形物光波有关的分量波为（参“光全息光学及其应用”，于美文）由于再现的原始物光和变形物光的振幅不同，干涉条纹的反衬度较差，应调整参考光波和物光波的强度比，改善干涉条纹对比度。 5.13.3时间平均法在研究物体振动时采用。振动物体在形成全息图时，如果曝光时间比振动周期大很多时，全息图记录的是一段时间里物光波前与参考光波前干涉的平均值。复杂的振动总可以分解为正弦振动的合成。因此，我们用简谐振动来分析时间平均法的处理方法。 振动膜上一点P的振动 与平衡位置相比t时刻P点的 光学相位变化为 。 θ1和θ2为入射和反射光的传播 方向与z轴夹角 物光波是空间和时间函数 参考光 全息图上光强 全息图上的平均曝光量 T=ω/2π全息图的透过率与曝光量成正比，用原参考光照明全息图，透射场中与原物光有关的场分量 代入O(x,t） 应用贝塞尔函数积分公式 有 再现物的光强分布物体的原始像上光强按零阶贝塞尔函数的平方分布，振幅A(x)增大干涉条纹强度减小。通过条纹强度分布的测量，可以计算出振动模式及物体表面的振幅。 研究方向及应用领域全息显示（文物，人像，标本，防伪，集邮…）全息存储（高密度信息存储………….）全息元件（光波变换元件，分色元件……）应用：光电信息处理，光通信，光交换，光计算...全息干涉计量 (全息无损检验……....)（1）物体靠近记录介质；（2）利用成像系统使物体成像在记录介质附近；（3）使全息图再现的实像靠近记录介质。像全息的特点是可以用白光光源照明再现。 5.7 像全息图 （5.5.14） （5.5.13） 得到像全息图的三种方法： 线模糊与色模糊 实际光源却是有一定大小的。实际光源上每一个点作为参考光源会产生全息图上的不同光栅结构，作为再现光源会产生不同的再现像，一个物点将对应产生多个像点，也就是说用扩展光源作参考光源和再现光源时会导致再现像的展宽，这个现象称做线模糊 设参考和再现光源的线度分别为 和 不难证明像的展宽为再现像由于照明光源的线宽而展宽的现象称为色模糊 色模糊是由于全息图的光栅结构产生色散现象而引起的。所以色模糊量应与波长范围和色散率成比例，如果再现时像距是 ，则色模糊量为像全息的制作制作像全息时要求zo很小，如果物过于接近记录介质则影响参考光。通常采用在记录介质上成像的方式。如透镜成像或全息再现像。 5.8 彩虹全息(rainbow hologram)彩虹全息和像全息一样，都是用白光再现。所不同的是像全息要求像面与记录介质距离很小，而彩虹全息没有这种限制，但引入狭缝。 a）表示普通菲涅耳离轴全息纪录。 全息片H1叫主全息图。 b) 把全息图用H1的共轭参考光R1* 再现，再现出实像I，并在实像附近放第二个全息照片 ，用另一个参考光R2记录再现的实像波面。这时，在原全息图H1 前放狭缝，经过狭缝再现的波面记录在第二个全息图H2上 。R2是汇聚的参考光。 5.8.1二步彩虹全息包括二次全息记录过程。 c) 把第二个全息图H2用共轭参考光R2*再现，再现出虚像I，并再现实像狭缝。如果我们通过这个狭缝观察，就可看到再现的物的虚像I . d) 用白光再现第二个全息图的情景，这是不同波长的光在不同位置再现实狭缝像，形成彩虹。如果眼睛放在红的狭缝像处通过狭缝看再现像，则看到红色的再现虚像I，如果放在绿色狭缝实像处看，则看到绿的再现虚像I。这种全息图由于放狭缝，损失垂直方向的视差，但保留水平方向的视差，保持体式立体感。另外由于第二个全息图H2 是在第一个