傅里叶变换全解.ppt

傅里叶变换全息图在光学存储技术中的应用 导 师：施鹏程 报告人：陈明猷 主要内容 内容背景与简介 选题的目的与任务 研究内容 预期的目标 进度安排与参考文献 背景与简介 随着计算机和多媒体技术的发展，需要处理和存储的数据量大幅度增加，人们对大容量的信息存储技术的需求也日益迫切。傅里叶变换全息图记录的是物体的频谱，其重现像的质量受曝光时间，参考光与物光的光强之比，参考光与物光夹角，离焦量等因素的影响。因此研究傅里叶变换全息图最佳拍摄条件可以大大提高其全息存储优势。 目的与任务 目的：1.了解全息存储的发展状况。 2.了解透镜的傅里叶变换性质。 3.优化拍摄傅里叶变换全息图的实验条件。 4.研究傅里叶变换全息图在包装装潢中的应用。 任务：1.对影响傅里叶变换全息图质量不同的因素进行大量 实验。 2.对运用于包装装潢中的傅里叶全息图复用技术的研究。 研究内容 了解傅里叶变换全息图的应用价值及其研究的现实意义。 计算推导傅里叶变换全息图的记录和重现表达式。 对影响傅里叶变换全息图质量不同的因素进行大量实验。 对运用于包装装潢中的傅里叶全息图复用技术的研究。 了解傅里叶变换全息图的应用价值及其研究的现实意义 傅里叶变换全息图具有高密度，大容量，冗余信息等特性，使它在光信息存储中具有很大的优势和吸引力。通过大量的实验得到最优的拍摄条件，大大提升全息图在存储领域的优势。同时，傅里叶全息图的空间复用技术可以应用于包装装潢中，提升商品竞争力。故研究傅里叶变换全息图在光学存储技术中的应用具有现实意义。 计算推导傅里叶变换全息图的记录和重现表达式 傅里叶变换全息图不是记录物光波本身，而是记录物光波的傅里叶变换频谱。利用透镜的傅里叶变换性质，将物置于透镜的前焦面上，而在透镜的后焦面上就得到物光波的频谱，再引入一参考光与之相干涉，便可记录下物光波的傅里叶变换全息图。本实验是用平行光照明方式记录和重现傅里叶变换全息图的原理光路。 设物光波分布为g(x,y)，则其空间频谱分布为： 参考光是由位于物平面上点处的点源: 通过透镜后形成倾斜的平行光。因此，在后焦面上记录的合光场及其光强分别是： 在线性记录条件下，全息图的振幅透过率为： 重现时，假定用振幅为B0 的平面波垂直照明此全息图，则其透射光波的复振幅为： 式中第四项包含原始物的空间频谱，第五项包含共轭频谱，这两个频谱分布在相反的方 向，各有一个位相倾斜，倾斜角为 。 为了得到物体的重现象，必须对全息 图的透射光场做一次逆傅里叶变换。为此，可将全息图置于一透镜的前焦面上，在透镜 的后焦面上就得到物体的重现象。根据傅里叶变换有关定理，后焦面上的光场分布为： 式中，第1，3项是函数，表示直接透射光经透镜会聚在像面中心产生的亮点；第二项是物光分布的自相关函数，形成焦点附近一种晕轮光；第4项是原始像的复振幅，中心位于反射坐标系的点；第五项是共轭像的复振幅，中心位于反射坐标系的点，两者都是实像。 设物体在y方向的宽度为wy，则其自相关函数的宽度为2wy，因此，欲使重现象不受晕轮光的影响，必须是3 wy/2 ,在安排记录光路时应保证满足这一条件。 傅里叶变换全息图的记录： 傅里叶变换全息图的再现： 傅里叶变换全息图的实验光路： 对影响傅里叶变换全息图质量不同的因素进行大量实验 曝光时间 参考光与物光的光强之比 参考光与物光夹角 离焦量 对运用于包装装潢中的傅里叶全息图复用技术的研究 利用旋转复用技术： 在记录时保持两记录光束光路不变,每记录一个全息图,将记录全息干板绕垂直于自身表面的轴旋转一个角度,记录全息图的位置是旋转的中心。 预期目标 通过对傅里叶变换全息图在光学存储技术中的应用探讨与分析，了解影响傅里叶全息图质量的因素，并改变不同因素大量地实验得到最佳拍摄条件。此外，利用旋转复用技术法，重现时，通过不同角度可以观察到不同图像。 进度 2015年1月1日—2015年月15日，查阅资料，拟定论文写作大纲； 2015年1月16日—4月30日，完成毕业论文初稿； 2015年5月1日—5月14日，修改论文初稿； 2015年4月15日—5月24日，毕业论文定稿和装订； 2015年5月25日—6月9日，毕业论文答辩。 参考文献 张青兰;武银兰; 傅立叶变换全息图的优化拍摄[J]; 大 学 物 理 实 验;2012年第4期 王 也; 高 密 度 体 全 息 存 储 器 的 光 学 系 统 设 计[D