全息显示技术讲座 第二讲——透射全息

<正> 1.菲涅耳型透射全息的一般问题透射全息在记录时,物光和参考光来自记录介质的一侧投射在记录介质上。拍照菲涅耳型全息图时,记录介质位在物光波的菲涅耳衍射区。参考光可以用平面光波、发散或会聚的球面光波。为讨论问题简单,用点物作代表推导全息图的空间频率、物象关系、放大率等。我们将点物的全息图称为基元全息图。图2.1是记录光路。物光和参考光的位相函数为     

二维彩虹全息图母版的非相干光拷贝技术

描述一种用非干光制作二维彩虹模压全息图母版的新技术。该技术用紫外灯作为记录光不原,记录系统中不用任何光学元件。记录过程不需防振条件,色彩编码 狭缝像的“彩虹版”上进行条纹复制而获得。彩虹版可以无数次重复使用,所以全息图母版的记录十分简单。该技术投资少、效率高,制出的全息图质量好,对大批量模压全息图制造有很高的实用价值。     

体积全息图中的光子禁带

利用光子晶体的概念和方法分析光学全息,用光子晶体的带结构解释了体积全息图的性质.与超晶格不同,全息光子晶体的介电常量是渐变而不是突变的.着重讨论了一维非倾斜反射全息图在再现光不同角度入射情况下禁带结构的性质,通过基元反射全息实验的验证,证明体全息的禁带分析与实验结果符合得很好. 关键词： 体积全息图 光子晶体 禁带     

空间频率对透射式全息图衍射率的影响

为研究干涉条纹空间频率与透射式全息图衍射率的关系,在相同条件下,拍摄以平面波、发散的和会聚的球面波分别作参考光、物光的透射式全息图,通过实验测量其衍射效率,同时计算了干涉条纹的空间频率。然后以会聚的球面波为物光,平面波为参考光,分别改变入射角和球面波会聚点到记录面的距离制作另外4块透射式全息图,并计算了它们的空间频率,测量了其衍射效率。结果表明：在相同条件下制作透射式全息图时,衍射效率只由空间频率决定,与使用何种参考光和物光无关,空间频率仅随参考光和物光的夹角变化而变化。     

光致各向异性记录介质偏振全息图的透射矩阵

在给定参、物光波的偏振态和位相差的关系以后,用光致各向异性介质记录偏振全息图的光学常数分布便被确定。这样,可以把偏振全息图看作是一种复杂的偏振元件,按照偏振元件的矩阵理论,可以求出偏振全息图的透射矩阵。透射矩阵与照明光的琼斯矢量相乘,便可以求出再现光波的琼斯矢量。 关键词：     

大尺寸物体彩色全息图制作的研究

通过分析两步法制彩色全息图中全息图空间带宽积与物体大小、全息图记录距离的关系,提出了一种拍摄大尺寸物体彩色全息图的方法。经编码,设置参数,在视窗处平面记录下三分色全息图, 以保证用最小的幅面记录下物体的完整信息,并且H1rgb处于同一平面经原参考光的共轭光再现时,他们的再现像能完全重合;将H1rgb再现,获得大视场的物光波信息,三基色物波信息重合后,用光学方法记录大幅面的彩色全息。该方法能提高全息图再现像的视场和解决大尺寸物体的全息图难拍摄问题。 经实验验证,该方法能将全息图再现像的视场提高6倍左右。     

由于介质收缩导致的多色反射体全息图衍射光角度偏离的修正

在制作多色反射体积全息图时,由于化学处理导致的记录材料收缩,不仅改变衍射光的波长,也改变衍射光的角度,并且记录材料的收缩程度不同,衍射光波长和角度改变量也不同。本文报道一种方法,即通过调节记录时的参考光入射角,修正全息记录和处理过程中产生的衍射光角度的偏离,使一块干版上记录的多色反射体积全息图在同一方向再现。这种方法,还可应用于在处理过程中有厚度收缩的其他全息记录材料。     

双束参考光全息图

普通全息图是由物光波和一束参考光波干涉而成的,再现时只能在某一方向上很狭窄的视角范围内才能观察到再现像。为了扩大观察全息图再现像的视场,提出一些新的方法制作全息图,如彩色全息图,合成全息图,及利用全息图的角度灵敏性多次记录的体积全息图等等。这些方法都需要多次曝光,制作工艺要求高,过程复杂。本文提出通过适当设置光路,排除影响衍射效率的部分因素,获得的双束参考光全息图,同样可以扩大再现像的视场,且只需一次曝光,工艺要求低,过程较为简便。     

用特征矩阵法研究一维激光全息光子晶体的禁带特性

介质中传播方向相反的2束激光干涉可形成具有一维周期结构的体积全息图,而这种全息图可以看作一维光子晶体,称为一维激光全息图光子晶体,用特征矩阵法研究了一维激光全息图光子晶体的透射谱中的禁带随入射角、记录波长、介质折射率、折射率调制度的变化规律。结果表明：当入射角变大,激光波长、介质折射率及介质折射率调制度变小时, 禁带的位置向短波方向移动, 禁带宽度减小。     

透射/反射型模压全息图

<正> 传统的模压全息图采用镀铝PET或烫印箔作工作介质,再现像的视场角受到全息图衍射和色散的限制。在有效衍射范围之外,再现像消失,只能观察到由镀铝层的镜面反射形成的银白色的视场。对低衍射效率的全息图,这一问题尤为突出。由于寻找图像比较困难,造成了目前许多用户对全息防伪商标的疑虑。透射/反射型全息图以一个独特的角度解决了上述问题。     

体积全息图中光子禁带结构性质的分析

利用光子晶体的概念和方法，从理论上分析了一维全息图在再现光以不同角度入射情况下禁带结构的性质。分析表明，当再现光非正入射时，体积全息图的禁带结构是倾斜的，正入射时的非倾斜结构是倾斜结构的一个特例。     

X光全息术的记录方式对其分辨率的影响

本文从分析X光全息图的两种具体的记录方式入手,考虑记录介质的点扩散函数和全息图的尺寸在不同的记录方式中,对X光全息图的分辨率的影响,结论是,在完全相干光的条件下,X光无透镜傅里叶变换全息图的最小分辨距离不可能小于记录时用的X光聚束器的焦斑或滤波小孔的半径,而X光同轴全息图不可能获得比记录介质的截止频率更高的分辨率.     

应用光学——光学系统设计指南 第十九章 相干光学系统(续)

19.3.1.6厚全息图:布拉格衍射和反射全息图三维干涉图我们在前面对全息记录和再现的分析是基于假设全息图是“平面”,也就是说,假定全息图的整个作用发生在平面上。只有当记录的厚度与全息图条纹之间的间隔相比很小时,这种近似是正确的。为了便于说明,研究一下用He-Ne激光器(λ=0.6328μm)并在物光束和参考光束的夹角(θ)为30°时制成的全息图。条纹间隔(见(19.95)式]为     

提高菲涅尔全息图再现像质量的方法

拍摄菲涅尔全息图的记录过程中,照射在全息底片上的参考光为匀强光,而物光为非匀强光,导致干涉条纹的对比度不高.通过2次对光强分布的记录,制作出透光率同物光光强分布正相关的调制板,并加入参考光光路中,以此来改变参考光光强的分布,减小参考光与物光光强之差,提高了全息底片上干涉条纹的对比度,再现时获得了更为清晰的再现像.     

垂直分割视场制作合成动态全息图

从理论上及实验上分析了利用垂直视场分割法制作合成动态全息图的方法。将二步彩虹全息术中的主全息图Ｈ１分成若干全息单元,在各单元中分别记录了物体一系列连续变化状态的二维图像,利用该主全息图制作像面全息图Ｈ２,从而获得合成动态全息图。该方法用银盐干版记录主全息图Ｈ１,节省了大量的曝光时间。     

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     

在光致聚合物中采用脉冲激光记录全息图的记录条件研究

在蓝绿敏光致聚合物材料中,用532 nm激光器作为光源,在等光强不同重复频率和等重复频率不同光强条件下分别进行全息记录,用红光进行动态读出,获得两种记录条件下的衍射效率曲线.实验结果表明,在近连续脉冲光下进行全息记录时,较低重复频率和较低光强的脉冲激光能够明显提高光致聚合物光栅的最高衍射效率,通过优化脉冲激光的重复频率和平均光强,可以在材料中记录衍射效率最高的全息图.     

计算机制全息图探究及实现

介绍了计算机制全息图的原理,并对立体物体波场信息进行记录和立体像的复现进行了实验研究.实验结果表明:用合成全息图的方法可以实现立体成像,并利用液晶光阀系统代替干板可以简化照相制版操作.     

三维动画显示体积全息图的研究与制作

根据体积全息图的角度复用特性,在一张卤化银干版上记录了多幅图像,再现时轮流显示不同画面从而实现动画显示的效果。设计记录波长632.8nm,再现波长532nm。通过记录和检测光栅确定全息图的处理工艺,从理论上分析了因乳胶收缩导致的光栅结构变化问题,计算得到全息图的记录和再现条件,消除了再现像"左右跳动"的现象,在一张干版上记录了4幅子图。设计并制作完成了自动控制电路和展示装置,实现了三维动画显示效果。     

单波长编码计算机制彩色彩虹全息图的研究

提出计算机制三维物体彩色全息图的新方法.通过理论分析表明,在满足一定的条件下,三个不同原色的点光源所产生的全息图光栅结构和距全息图不同距离的三个同色物点的光产生的全息图光栅结构是等价的.根据这一原理并参照彩虹全息技术,研究了物体三原色信息光分布的编码方法和全息图的算法,用单波长计算实现彩色全息图的制作,同时,较为完满地解决了全息图叠加和色串扰问题.实验结果证明了该方法的可行性及有效性.