相位分布及编码尺度对计算全息再现像的影响

研究了傅里叶变换计算全息编码中相位分布和编码尺度对再现像的影响.基于罗曼Ⅲ型编码原理,用Mat-lab计算得到傅里叶变换计算全息图,通过液晶光阀输出全息图实现再现,研究再现像的特征在物图加随机相位和增大编码尺度前后的变化.结果表明:物图不加随机相位的全息图,其再现像具有高通效果,实现了边缘提取;物图加随机相位,再现相当于低通滤波,再现像被平滑,当物频谱结构丰富时,平滑作用更明显,甚至无法辨识再现像;增大编码单元尺寸,即提高编码精度可使再现像清晰.     

基于数字微镜器件改进的罗曼编码

全息光刻可通过空间光调制器数字微镜器件（DMD）加载计算全息图构建数字掩膜来实现,罗曼编码是常用的编制计算全息图的方法,它采用透明矩形孔的高度和位置分别编码全息图抽样单元的幅值和相位。通常,DMD再现此类二元全息图需合并多个微镜来表示单个矩形孔,这会大大降低其像素利用率和分辨率。针对这个问题,提出一种改进的罗曼编码,该编码充分利用DMD的二进制脉宽调制特性,采用灰度值编码全息图抽样单元的幅值,将全息图的透过率由二元型转换成灰阶型,从而有效减少单个抽样单元所占用的微镜数。采用MATLAB编程对改进的罗曼编码和博奇编码计算全息图进行模拟再现分析,得到改进的罗曼编码衍射效率约是博奇编码的3倍。以DMD为核心搭建了全息再现实验,得到改进的罗曼编码衍射效率约是博奇编码的2倍。可得出采用改进的罗曼编码可以显著提高衍射效率。     

一种制作多色彩全息图的新方法

本文首先提出了一种制作二维透射物彩虹全息图的新方法，即利用一专门设计的全息光学元件──色编码板，采用单光束制作所需物体的彩虹全息图；在此基础上，通过对色编码板的进一步理论设计，制作了一组对应不同主波长的色编码板，实现了记录物体的多色彩虹再现全息图。实验结果表明，此方案简便易行，光路布置灵活性高，且能有效地消除纵向色差的影响，特别适合于模压全息图制造中母全息图的拍摄，并降低了对环境稳定性的要求。     

一种新的纯位相型计算全息图及其应用

本文提出了一种新的制作纯位相型计算全息图的两孔编码方法并用实验加以证实.用本编码法制作的纯位相型计算全息图的特点是:(1)可记录、复现任意的复函数光场;(2)光场在全息图的光轴上再现,空间带宽积大,衍射效率高.     

几何近似傅里叶计算全息衍射干涉法

在扩展白光编码栅谱衍射干涉法的基础上,本文提出了用同轴计算机傅里叶全息图合成编码栅的新方法,使得谱衍射干涉法的干涉形式可随编码栅图案改变的特点成为现实可能,相应能容易地产生一般干涉形式之外的任何干扰图.编码谱函数由一定的几何图案所构成,本文还提出了几何光学近似方法,使得物面函数可近似用纯相位变化表示,这样将得到较易制作的两元型干涉计算机全息图,从而也避免了复杂的两维傅里叶变换计算.     

为大学生开设的假彩色编码全息图拍摄的实验设计

设计了一个拍摄假彩色编码全息图实验,原理简单,易于操作,适合于为物理专业学生开设近代物理实验.     

旋转光楔多重全息术

本文提出一种新颖的多重全息术,它是利用旋转光楔调制平面参考波的传播方向,实现编码参考光记录获得多重全息图.该全息图经球面波再现,获得位于同一平面内的再现多重象.文中给出了这种方法的理论分析和实验结果,两者是吻合的.     

傅里叶计算全息图的数字再现及混叠的消除

提出了一种傅里叶计算全息图数字再现中混叠消除的方法。通过对傅里叶变换计算全息图再现过程的分析,在空域扩展待编码图像的范围,实现了数字图像的傅里叶Burch型计算全息图的制作。对编码的实值图像作逆傅里叶变换,可以准确地重建原图像。该编码方法解决了再现过程中图像混叠的问题,适用于对所有灰度图像的编码。实验结果表明,提出的编码方法可以得到清晰的再现图像。     

余弦二值编码纯相位全息图的数字微镜器件显示

分析了采用错误减算法的迭代过程,在已知物波函数傅里叶谱的振幅和物波函数振幅的情况下恢复出纯相位的物波函数,最大限度地保留物波的振幅及相位信息.提出采用余弦二值编码生成二值全息图,即全息图的透射率函数取0或1.二值全息图通过数字微镜器件全息显示系统进行了重构显示,重构效果很好.理论分析了数字微镜器件的衍射效率,表明其最大衍射效率仅和微镜之间的间隔尺寸与微镜边长之比有关.余弦二值编码方法从理论上消除了零级衍射,可以制作像素较多的全息图.     

共轭对称延拓傅里叶计算全息

提出一种计算全息算法,将物光波进行共轭对称延拓,经快速傅里叶变换直接生成实函数,其中包含物光波的幅度和相位信息,可编码得到灰度全息图.利用此全息图可清晰地再现原物光波.通过共轭延拓生成计算全息图的方法与以往基于干涉的计算全息不同之处在于,这里并不需要模拟物光和参考光的干涉,计算效率很高.利用生成的全息图在数字再现和光电再现实验中均获得了良好的效果.理论推导和实验结果都验证了算法的有效性. 关键词： 计算全息 共轭对称 数字再现 光电再现     

二次再现全息图

目前 ,光学防伪技术已广泛应用于钞票、信用卡、各种证件和高档商品上。全息术是一种被广泛认知的光学防伪技术 ,编码加密技术是提高它防伪功能的重要手段。二次再现全息图是根据全息图能够进行多次记录和多次再现的特点提出的一种加密全息图。在一定的照明条件下 ,它的再现光经过一个平面反射镜的反射返回到全息图 ,作为它的第二束照明光 ,这时能够再现出被加密的图像。它是由一个像全息图和一个参考光编码全息图组合而成的。一般情况下 ,二次再现全息图存在再现光路恢复困难的问题。利用低频光栅能够较好地解决这一问题 ,使二次再现全息图达到实用性的要求。该技术用于防伪产品可提高它的防伪力度。给出了详细的理论分析、制作方法和实验结果     

一种新的真彩色彩虹全息术

本文提出了一种新的真彩色彩虹全息术称为三维物体的色编码重现技术,其特点是:利用单波长激光对三原色激光所记录的三维漫反射物体的菲涅耳全息图进行编码,从而可用单波长激光器在同一种记录介质上一次曝光记录三维物体的真彩色彩虹全息图。     

基于计算全息和θ调制的彩色图像加密方法

提出了一种基于计算全息和θ调制的彩色图像光学加密新方法.该方法利用彩色三基色原理和计算全息编码技术,首先将彩色图像的红、绿、蓝三基色分量进行随机相位调制和菲涅耳衍射变换,然后经过θ调制后进行图像叠加并编码为计算全息图,即加密过程是将一幅彩色图像加密为一幅实值的二元计算全息图,得到单幅密文.解密为加密的逆过程,首先将加密的计算全息图置于空间滤波和菲涅耳衍射系统中,经过相位密钥解调和基于滤光片的滤波器滤波,最后通过正确距离的菲涅耳衍射完成解密,得到彩色明文图像.计算机模拟结果证明了该方法的有效性和可行性.     

迂回位相型计算全息图和修正离轴参考光计算全息图的对比讨论

使用Matlab语言得到了迂回位相全息图和博奇型全息图,由傅里叶逆变换得到再现像。阐述了两种计算全息图各自的特点,对再现像的质量、数量、大小、程序运行速度作出对比讨论。迂回位相计算全息图有便于记录、方便传递的特点。利用博奇编码得到的修正离轴参考光计算全息图有高质量的再现像,而且计算速度也比较快,对于复杂的二维图像,可以考虑利用这种编码方法进行计算全息。     

基于三维傅里叶频谱的计算全息图

提出了一种新的三维物体计算全息图的合成方法.在三维傅里叶旋转抛物面获取频谱理论的基础上,利用圆形扫描获得少量投影,采用多个半圆提取方式获取三维物体的频谱信息并采用共轭对称延拓计算全息编码得到计算全息图.传统方法中,在每幅投影上仅提取一个圆形的频谱信息.在同等投影数量的情况下,通过半圆方式在每幅投影上提取多于一个圆形信息的方法获得频谱信息,提高了每幅投影的信息利用率和全息图再现图像的质量.数字再现的实验证明了该方法的有效性及优越性.     

基于三维傅里叶频谱的计算全息图

提出了一种新的三维物体计算全息图的合成方法.在三维傅里叶旋转抛物面获取频谱理论的基础上,利用圆形扫描获得少量投影,采用多个半圆提取方式获取三维物体的频谱信息并采用共轭对称延拓计算全息编码得到计算全息图.传统方法中,在每幅投影上仅提取一个圆形的频谱信息.在同等投影数量的情况下,通过半圆方式在每幅投影上提取多于一个圆形信息的方法获得频谱信息,提高了每幅投影的信息利用率和全息图再现图像的质量.数字再现的实验证明了该方法的有效性及优越性.     

文字图像编码转换所用的计算全息滤波器

本文研究了用计算全息图实现复空间滤波器的问题,研制了逆滤波器,维纳滤波器和指数型维纳滤波器.将这些滤波器应用于文字图像的编码、译码系统,并对实验结果进行了比较.     

微机实现光学全息编码和译码的一种新方法

本文通过对光学全息信息编码过程的分析,用计算机实现了光学全息信息编码译码过程,对数据、文字、图片等信息进行了编码和译码;方便地实现了光学全息编码保密性强的特点,免去了光学全息编译码所需的制作全息图的实验设备。     

三维物体多重菲涅耳计算全息水印与无干扰可控重建方法

提出了一种基于三维物体的多重菲涅耳计算全息水印方法.将水印信号作为虚拟三维物体的层面,首先结合分区复用层析法和菲涅耳双随机相位编码方法产生复噪声形式的水印信号;然后对水印信号的频谱作共轭对称处理实现实值编码;为减小对宿主全息图数字重建的影响,将水印信号的频谱设置于对宿主数字重建影响小的频谱非感兴趣区域;编码后的信号以一定强度叠加于宿主全息图,水印信号恢复无需原始宿主全息图信息,可实现盲提取,对宿主全息图重建像面的二维码可扫描识别.仿真测试结果表明,所提出的方法具有较好的透明性和稳健性,在宿主全息图遭受滤波、JPEG(联合图像专家小组)压缩、高斯噪声、剪切、旋转等各种攻击的情况下,不论对宿主还是水印信号仍具有良好的数字重建质量,对重建像面的二维码仍可扫描识别;而重建像面水印信号的无干扰可控重建后处理操作解决了不同层面水印信号之间的衍射干扰问题,提高了水印信号的重建质量.虚拟光学手段的应用丰富了水印信号设计方法并提升了算法的安全性.     

利用合成谱在计算全息图中编码多个物体的方法

 提出在迂回位相傅里叶变换计算全息图中利用合成谱记录多个物体的方法。该方法利用多个物体合成的傅里叶频谱,代替传统的迂回位相型计算全息图中的单一频谱,在一幅计算全息图中完成多个物体的编码。再现时多个物体同时再现在同一衍射级的周围,并且再现像的形式可以多种多样。采用液晶空间光调制器(LC SLM)完成计算全息图的光学再现,实验验证了方法的有效性。结果表明：该方法可有效提高计算全息图的信息容量。