光全息技术原理及应用.doc

光全息技术原理及应用 摘 要：全息技术是利用干涉。言全息技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现技术理论位于平面上，物光波在上产生的总强度分布为 (1) 其中为物光波在上产生的振幅分布 (2) 为相干的参考波在H上产生的复振幅分布 (3) 2.1 波前记录与再现原理 用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为，全息图的透射光场分布为 (4) 若采用原参考波照射全息图，即，则透射光波中的第三项为 (5) 其中是均匀的参考光强度。就是原始物光波前的准确复现。透射光中的第四项为 (6) 其中是物光波前的共轭。若原始物波是发散的，共轭光波则是会聚的，所以的传播将给出物体的一个实像。同时由于的调制，实像会有变形。 若改用参考光的共轭照明全息图，即，则三、四两项分别为 (7) (8) 和仍正比于物光波前或其共轭，将分别产生虚像和实像。此时，虚像有变形，实像不存在变形。 2.2 参考光方向选取原则 参考光方向的选取与衍射光波中各项能否有效地分离有着直接的联系，下面分两种情况讨论 同轴全息图 对于相干平面波照明的物体，其复振幅透过率表示为 (9) 其中为平均透过率，表示平均值附近的变化。在距离物体为的位置，放置底片记录物体直接透射光与衍射光所产生的干涉图，曝光强度为 (10) 透射光场为： (11) 式中第一项为透过全息图的均匀衰减的平面波；第二项可忽略；第三项和第四项分别再现出原始物光波前及其共轭。它们的传播将在全息图两侧距离为的对称位置产生物体的虚像和实像，即孪生像。 离轴全息图 由于同轴全息图产生了孪生像的干扰，离轴全息图将载频技术用于波前再现，实现了孪生像的分离。 记录介质H上的总振幅分布为 (12) 式中为参考波的空间频率，且 (13) 底片上的强度分布为 (14) 透射光场为 (15) 假定、、、分别为、、、的空间频谱。 (16) (17) (18) (19) 其中对空间载频的要求是 (20) 分析结果及讨论 运用干涉、衍射理论和同轴全息图、离轴全息图对参考光方向选取原则，我们对全息技术的原理有了一个大致的了解。全息技术就是一个用干涉记录信息用衍射来还原信息的过程。全息记录光路图如下： 图13.1分析结果3.2讨论 通过以上分析，我们了解了记录介质、参考光方向选取、对照明光波的调制、选取物体的透明程度以及记录物体与照相干板的相对距离等对全息图会产生不同的影响。因此全息图有许多不同的分类方法，且它们的用途也不相同。简要讨论如下：当照相干板位于物体衍射光场的夫琅和费衍射区，得到的全息图是夫琅和费全息图；使物体的像平面放置全息干板所记录的全息图称为像全息图；利用透镜的傅利叶变换性质产生物体的频谱，并引入参考波与之干涉，得到了傅利叶变换全息图；当平面全息图仅引入常量位相延迟时，只有振幅被调制得到吸收全息图。因此只有根据需要和不同全息图的用途，利