14.全息原理介绍.ppt

课堂练习 用波长 ?0= 632.8nm 记录的全息图，然后用 ?= 488.0nm的光波再现，试问： （1）若lo = 10cm，lc = lr = ∞，像距li =？ （2）若lo = 10cm，lr = 20cm，lC = ∞，li =？ （3） 第二种情况中，若lC改为lC = -50cm，li =？ （4）若再现波长与记录波长相同，求以上三种情况像的放大率M = ？ 课堂练习答案（1） （1）解：根据菲涅耳全息图物像距关系式，像距li由下式确定 原始像： 共轭像： 其中 μ = ? / ?0 ， 将lc = lr = ∞代入得 原始像距为 共轭像距为 课堂练习答案（2） （2）同理,原始像距为 ≈ 26 cm 共轭像距为 lI ≈ - 26 cm （3） 同理,原始像距为 lI ≈54 cm 共轭像距为 lI ≈ - 17 cm （4）当? = ?0 时 μ = 1 ，由成像放大率公式（5．25）可知 上述三种情况的放大率分别为 （1）M = 1 ； （2）M = 2 ； （3）M = 3．3 光学信息技术原理及应用 光学全息技术的原理与介绍 (十四) M2 M1 B/S LiNbO3:Fe crystal He-Ne Laser M0 rotate 2 rotate 1 全息照相的特点和原理 两个突出的特点，一是三维立体性，二是可分割性 全息照片再现出来的像是三维立体的，具有如同观看真实物体一样的立体感，这一性质与现有的立体电影有着本质的区别 可分割性，是指全息照片的碎片照样能反映出整个物体的像来，并不会因为照片的破碎而失去像的完整性 普通照相在胶片上记录的是物光波的振幅信息（仅体现于光强分布），而全息照相在记录振幅信息的同时，还记录了物光的位相信息 全息术的发展历史 丹尼斯·盖伯（Dennis Gabor）于1948年提出，由于这种技术要求高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢——萌芽时期，是用汞灯作光源，摄制同轴全息图，是第一代全息图 1960年第一台激光器问世，解决了相干光源问题， 1962年美国科学家利思（Leith）和乌帕特尼克斯（Upatnieks）提出了离轴全息图以后，全息技术的研究才获得突飞猛进的发展——，激光记录、激光再现的离轴全息图，称为第二代全息 第三阶段是激光记录、白光再现的全息图，称为第三代全息，主要包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全息等 用白光记录、白光再现的全息图，称为第四代全息 波前记录与再现 人眼接收到不失真的物光波的全部信息，两眼产生视差的结果，便看到了三维立体像 利用两眼视差观察不同像合成，并不是真正的立体像；接收到具有位相关系的物光波，看见物体的立体像，才是“全息”立体像 “冻结”物光波的过程称为“波前记录”，“复活”信息称为“波前再现” 即“wavefront reconstraction” 盖伯避免位相信息丢失的技巧是干涉方法,因为干涉场分布与波面位相有一一对应关系 物光波的振幅和位相信息便以干涉条纹的形状、疏密和强度的形式“冻结”在感光的全息干板上 波前记录和波前再现示意图 波前记录的数学模型 在全息干板H上设置x , y坐标，设物波和参考波的复振幅分别为 O ( x , y ) = O 0 ( x , y ) exp [ jφo ( x , y ) ] R ( x , y ) = R 0 ( x , y ) exp [ jφr ( x , y ) ] 干涉场光振幅应是两者的相干叠加，H 上的总光场为干涉场光振幅应是两者的相干叠加，H 上的总光场为 U ( x , y ) = O ( x , y ) + R ( x , y ) 干板记录的是干涉场的光强分布，曝光光强为 I ( x , y ) = U ( x , y )·U * ( x , y ) =∣O∣2 +∣R∣2 + O·R* + O*·R 经线性处理后，底片的透过率函数tH 与曝光光强成正比，略去一个无关紧要的比例常数，上式可直接写成 tH