全息术体积和计算全息重点.ppt

因此，孔径参数与复值函数的关系如下 根据上面方法确定了每个单元开孔尺寸和位置后，就可以用计算机控制绘图仪产生原图，再经过缩版得到计算全息图。由于在迂回相位编码方法中，全息图的透过率只有0和1两个值，故制作简单，噪声低，抗干扰能力强，并可多次复制而不失真，因而应用较为广泛。 绘制全息图 2、修正离轴参考光的编码方法 在线性记录条件下,并忽略一些不重要的常数因子,光学离轴全息的透过率函数为 在透过率函数所包含的三项中，第三项通过对余弦型条纹的振幅和相位调制，记录了物光波的全部信息；第一、二项是这种光学全息方法不可避免的伴生像。除了其中均匀偏置分量使h(x,y)为实的非负函数的目的外，它们只是占用信息通道。从物波信息传递的角度来说，完全是多余的。 从光学全息形成的过程来看，第一、二项是不可避免地伴生的。但是计算机制作全息图的灵活性，使人们在做计算全息时，可以人为地将它们去掉而重新构造全息函数，即所谓的修正型离轴全息函数。 式中A(x,y)是归一化振幅。 下面我们从频域来理解光学离轴全息函数和修正型离轴全息函数的差别。 a、物波的空间频谱 b光学全息图的空间频谱 c光学全息图抽样后的频谱 d、修正型离轴全息函数空间频谱 e、修正型离轴全息函数抽样后的频谱 由上图可知，对修正离轴全息函数抽样制作计算全息图时，其抽样间隔是: 于是总的抽样点数就降为原来的1/4，这时计算全息图的频谱如图e. 应该指出，载频在全息图上的表现形式是余弦型条纹的间距，这与光学全息是相同的，但光学离轴全息函数与我们构造的修正离轴全息函数的频谱结构不同，因此载频也不同。选取载频的目的是保证全息函数在频域中各分量不混叠。对全息函数进行抽样是制作计算全息图的要求，抽样间隔必须保证全息函数的整体频谱（包括各个结构分量）不混叠，两个概念是不同的。 2.3、 光学缩微照相系统或微光刻系统 要求较低的情况下也可以用照相机将显示在计算机屏幕或打印输出的计算全息原图缩拍到高分辨感光胶片上，通过显影定影等处理得到可用于光学再现的计算全息图 2.4、计算全息图再现 ★光学再 ★计算机模拟光学再现 绘制和缩小 * 第四章 全息术 一、体积全息图 要求记录介质的厚度满足关系式： 当用于全息记录的介质足够厚时，它在物光和参考光的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，形成体积全息图。 记录介质的折射率 记录波长 干涉条纹周期 这种全息图在再现过程中将主要显示出体效应，与平面全息图有很大差别。 h q /2 d O z R q q1 x q2 L kg d d kr ko. 1.1、体积全息图的记录 在相对厚的介质中记录的全息图 简单情形: 物波和参考波是波矢量为ko和kr的平面波, 记录介质的前后两表面是z = 0和 z =d 干涉图样是x, y和z的函数： I(x, y, z) = | Ir1/2exp(j kr.r) + Io1/2exp(j ko.r)|2 = Ir+ Io+ 2(IrIo) 1/2cos(ko.r - kr.r) = Ir+ Io+ 2(IrIo) 1/2cos(kg.r) 式中kg = kr - ko. 这是一个周期为??????kg?的正弦型图样， 形成等间距的平面族结构,其等强度面垂直于光栅矢量kg。 用感光材料将干涉图样记录下来成为厚衍射光栅, 或体全息图。 θ = ( θ1 - θ2 )/2 参考光在介质内的入射角 物光在介质内的入射角 体光栅常数Λ 满足关系式： 2Λsinθ = λ 记录光波在介质内的波长 记录光与条纹平面的夹角 O z R q q1 x q2 L kg d d 体光栅的条纹面与两束光的夹角θ应满足关系式 参考波指向z方向，而物波与z轴夹角为2? d x z l 2q L q q kr ko kg ?kg?=2ksin? 体光栅常数Λ 满足关系式： 2Λsinθ = λ 1.2、体积全息图：再现条件 参考波照明全息图，被厚全息图布拉格反射 再现出物波 L f 再现时，把条纹面看作反射镜面，则只有当相邻条纹面的反射光均满足同相相加的条件（光程差等于一个波长）时，才能使衍射光达到极强——布拉格条件。 单个条纹面上的衍射主极大出现在反射方向 2Λsinf =λc 布拉格条件 再现光与条纹平面的夹角 再现光在介质内的波长 2Λsinθ = λ 体积全息图可以用白光再现吗？为什么？ ? 布喇格条件保证了体积全息图的波长选择性； ? 尽管记录过程必须用单色光完成，再现却可以用白光 实现； ? 白光中只有一个很窄的光谱成分能够满足布喇格条件, 得到有效的衍射，不会产生其它颜色的干扰。