全息照相调研报告.ppt

计算机科学与工程学院 全息照相调研报告 ---背景.意义.应用及对实验中所遇到的问题的思考 报告主要内容 一.全息技术的历史发展进程 二.实验仪器与光路 三.全息照相的拍摄原理 四.全息照相的观察原理 五.全息照相实验中相关问题的讨论 六.全息技术的意义 七.全息技术的应用 八.全息术的前景展望 一.全息照相概述 全息照相虽然也是一种照相过程,但在概念上同普通照相根本不同。全息照相记录的不是物光的强度分布,而是干涉条纹。干涉条纹的可见度反映了物光波的振幅,干涉条纹的疏密和取向则由物光波的波长和相位决定。物体上每个点发出的光波记录在整个底片上,换言之,底片上的每个点都记录了所有物点发出的光波。这样用干涉法把物光波场的“全部信息”都记录下来所获得的照片,称为全息照片或全息图。由全息图可以再现物光波,从而形成与原物体逼真的三维像。这个物光波的完整记录与再现的过程,便称为全息术或全息照相。 三.全息照相的拍摄原理 如图所示，根据光的干涉原理，单色光源S 通过分束板BS 分成两束相干光， 一束为参考光R，一束为物光O， 物光O 照在被摄物体上反射即为物光波。这两束光在感光板上叠加产生干涉，形成明暗相间的干涉条纹， 条纹的明暗反衬度记录了物光的振幅分布，而条纹的形状、间矩、位置则记录了物光的相位分布，感光板经过显影、定影后就得到与衍射光栅相似的全息照片。 理论分析： 在感光板平面上一点处物光束和参考光束的光场分布分别为： 两列光波在全息干板平面上相干叠加, 底片上的光强 I（x，y）是它们合振幅的平方。即： *为共轭光波的符号。第一项为参考光的光强度, 它构成全息底片平面上的均匀背景第二项为物光波的光强度, 它在底片随不同位置而异。第三项代表两光波之间的干涉效应, 结果将产生干涉条纹。 条纹形状由 决定,因而干涉条纹的疏密、取向、强弱和对比度都随处变化。因此, 记录过程的本质在于物体的全部信息以干涉条纹的形式储存在全息干板中, 相当于物光波的调制过程。 四.全息照相的观察原理 五.全息照相实验中相关问题的讨论 七.全息技术的应用 全息存储 计算全息 模压全息 全息干涉计量 全息显微术 (2)光全息存储的提出及优势 一封1.1M的电子邮件，从发送到接收，需要占用51.5M的存储空间。美国2010年即将投入运转的LSST( Large Space Systems Technology )望远镜，一个晚上就会产生多达30000GB的数据——数字时代对数据存储的需求超乎人们想象。 2010年，全球数据中心能耗导致的花费将达115亿美元。 如果按照电源的实际使用率在50%左右计算，仅100台服务器每天24小时、每年365天运行的耗电量将达到54万度。 2.计算全息 d.计算全息的意义 计算全息的合成中,只要在计算机中输入实际物体或虚构物体的数学模型就行了,计算全息图可以随心所欲地制造各种各样的光波.从而创造千变万化的真实或虚拟的物体. 计算全息再现的三维像是现有技术所能得到的唯一的三维虚构像,具有重要的科学意义。例如飞机和新型轿车的设计师们可以用计算机全息图创造一个他们想像中的新机型三维立体像,经过从不同角度观察后决定是否要作某些修改,然后改动一下程序重新制作一张全息图,从这张新的全息图中,可以看到一辆经过修改的轿车的立体像! e.计算机生成全息的应用前景 3.模压全息 4.全息干涉计量 5.全息显微术 八.全息术的前景展望 参考文献 樊振军　张自力　冯娟　蒋芸 《全息照相实验的探讨》(中国地质大学,北京,100192) 孙雁华 《全息照相的虚像与实像》 杭州师范学院院报 1990年第3期 戚祖敏 《简谈全息技术在现代社会中的应用》（国防科学技术大学光电科学与工程学院，湖南 长沙 410073） 杨晓梅 《激光全息照相实验中相关问题的讨论》（宁夏大学, 银川,750021） 孙光颖 《现代全息术的回顾与展望》(燕山大学理学院实验中心,秦皇岛　066004) 杨钦 徐永安 王元鹏 《三维显示技术与计算机生成全息》北京航空航天大学计算机系（北京，100083） 郭开惠 吴平 严映律 张晓 《全息照相再现成像的深入研究》兰州大学学报( 自然科学版)第35 卷第2 期 全息显微术主要有两种形式,一种是将全息技术和显微镜结合,称为“全息显微镜”;另一种是利用全息图本身的特性来进行放大,称为“全息放大”. 全息显微术解决了一般显微镜中分辨本领与景深的矛盾,避免了像差影响而达到很小的衍射极限,可以获得更大的视野. 如果在拍摄和显示时,采用不同波长的激光器,可以实现图像放大. 由于波长的不同