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     

激光点火煤粒周围的温度场

本文采用激光全息摄影技术记录激光加热下的单颗粒煤在某一时刻燃烧的全息图，通过再现系统和数字图象处理过程而获得二维的温度场分布，为研究煤的着火与燃烧的特性提供了一种新方法．同时采用了数学模型对几种煤从着火到燃尽时其周围的温度场进行计算，与实验进行了比较，得到了较为一致的结果．     

第三讲——反射全息图及全息图的复制

<正> 反射全息图在记录时物光和参考光自两侧投射在记录介质上,记录介质必须是厚的。记录介质的厚薄是相对于条纹面间距Λ而言,粗略的说δ>Λ是厚的,δ<Λ是薄的。用厚记录介质记录的全息图,称为体积全息图或厚全息图,用薄记录介质记录的全息图则称为平面全息图或薄全息图。一、体积全息图的几何结构用厚银盐干板记录体积全息图,在线性记录条件下,乳胶中的银粒密度是按余弦规律变化的层状结构。在透射全息图的情形,条纹面的形成如图3-1所示。设xoz面与入射面平行,     

激光全息照相实验探讨

1962年由杰尼休克提出的反射全息图的制法至今还是实验教学的一个内容。本文介绍对干版仅仅曝光一次的条件下,将白光反射再现全息图和激光透射再现全息图同时记录于同一干版上的实验。由此得到的全息照片不仅可在白光下再现。而且可在激光下再现,且两次再现的像既可相同也可不同。图1为实验光路图。如将图中物Ⅱ去掉,该图即变成记录激光透射再现全息图的光路;而将物     

电子学全息干涉术用于温度场测量

探讨了用电子学全息干涉术（双称数字全息干涉术）测量温度场分布及其变化的可行性，利用所设计的全息干涉实验光路，对一电烙铁头部周围温度场分布进行了实时全息记录，进而利用一维快速傅里叶变换及数字滤波处理再现出了反映温度场分布的全息干涉条纹图样，实验结果表明，与传统的光学全息干涉术相比，电子学全息干涉术借助于高分辨率CCD记录及高速计算机数字处理技术，从而可实现光学全息图的数字化记录、存储和重现。同时，利用再现物场相位倍增原理还可实现对干涉条纹数目的倍增，或利用物场相位分布的直接计算精确获取任意两点间的相位差，从而提高测量精度。此外，由于能够在不改变光路的前提下以较高的重复频率完成光学全息图的记录，电子学全息干涉术可以用于记录三维物场的变化并接近实时地再现和测量三维物场的变化规律，因此是一种极有发展前途的新型实时全息干涉计量技术。     

对反射式全息照相基元全息图的讨论

目前在一些教材中讨论反射式全息照相实验原理时,使用的反射式全息照相基元全息图,都与实际光路不符。究其根源,乃是因套用J.W.顾德门著《付里叶光学导论》的有关部分所致。该书在论述反射式全息图的理论基础时,参照的是厚膜全息基元全息图,而该图是说明透射式全息图成象原理的,与反射式全息照相实际光路并不一致。其根本不同点,在于实际光路是将物光和参考光从干板两侧引入,但基元全息图却从同侧引入。本文给出了改进的基元全息图,以弥补反射式全息照相实验原理的不足。一、反射式全息照相实际光路及所套用的基元全息图反射式全息照相通常采用下面两种光路,其一,为一般光路(图1);其二,为特殊光路(图     

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。     

二元相位计算全息图

本文提出了对物体傅里叶变换频谱的实部或者虚部编码制作计算全息图的方法,并且指出这种全息图可以在相位编码方向上采用多路技术,使其具有一图多用的功能.文中给出了实验结果.     

彩色全息图的计算机产生和数字再现

提出了一种基于色彩合成以及菲涅尔衍射原理,用计算机产生全息图并用数字方法再现彩色全息图的方法。该方法的第一步是将物体的彩色RGB图像分离为三基色强度图,再利用博奇编码的方法制成修正离轴参考光分色计算机全息图;第二步是分别对分色全息图在频域进行调制以实现用原参考光真实再现原始物光波。通过滤波消除零级衍射及共轭像的影响,获得了所需要的实像并提高了像质。提供的实验是选用一幅RGB图像作为原始物体,给出了用博奇编码法制成的全息图以及最后经色彩合成获得的再现像。结果表明,该方法能使各分色全息图的再现像准确重合,解决了在色彩合成时容易出现的色串扰问题。     

重铬酸盐明胶全息图的吸水退化模型

在有前明胶材料吸水机理的基础上，结合明胶全息图退化的有关实验结果，提出重铬酸盐明胶全息图的吸水退化模型，并对明胶全息图稳定性的实验结果从机理上进行解释。结果表明，这一模型对现有析实验有给出满足的解释，因此是进一步提高明胶全息图稳定性和具有一定的理论指导意义。     

载波全息干涉图的自动分析

用正交相干相位检测法实现了载波全息干涉图的自动分析.讨论了分析载波条纹图的边界效应,提出了一种易于在微机上实现的条纹图外插算法.最后给出了一幅实时法载波全息图的分析结果.     

一种新的三维计算全息图的计算方法

介绍了一种制作真实三维物体计算全息图的新方法。用摄像机记录三维物体在非相干光照明条件下两个正交方向上不同视角的一系列投影像，将这些投影像导入计算机，在MATLAB中对其作快速傅里叶变换。对这一系列二维投影像的傅里叶变换图进行抽样，得到三维物体在透镜后焦平面上的光场分布，进而制成一张计算全息图。结果证明该方法可以实现对真实物体三维全息图的合成，并且在算法实现上更加简单，提高了程序的运行速度，有利于改善全息图再现像的质量。为解决真实物体相干全息记录中光源功率和相干长度对全息记录可行性的限制指出了一个新的方向。     

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     

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。     

研究冷却规律实验的新方法

通常将对流分为自然对流和强迫对流．在自然对流时，发热体周围流体介质的流动，主要是因为在各处温度不同情况下密度不同而引起的；在强迫对流时，热体周围介质主要凭借外加气泵成风扇的作用来维持流动．在稳态时，热体因对流而散失的热量可由下式来表示其中散热率兰表示热体在单位时间内所散失的热量，人为周围流体的温度，在空气中就是室温．E是与热体的表面积、表面状态、周围空气的状态和性质等有关的系数．m值在自然对流时为m=5／4=1.25．本文介绍一种新的实验方法，在稳态时，通过直接测量散热率，来确定m值和E值．下图为实验装置图…     

光电子全息的计算机模拟和数值重视

Ｘ射线被原子的芯能级吸收后,激发产生的光电子波在传播过程中被周围的原子散射,同源产生的带有周围原子结构信息的散射波（物波）与未被散射的光电子波参考波）,具有良好的相干性,这两列波的衍射图即是光电子全息图。通过重现全息图,可重构三维空间原子像,获得原子级分辨率的三维结构信息。采用合理的物理模型,对ｃ（２×２）Ｓ／Ｎｉ表面中Ｓ原子,金属Ｃｕ原子以及ＹＢＣＯ原胞中的Ｃｕ２原这邻的一些原子簇,进行了光电子     

二元计算全息图制作北大核心CSCD

全息防伪技术已经实现了工业上的应用,但仍存在精度差、成本高等问题。通过计算出二值图的傅里叶变换频谱,采用罗曼三型编码,计算出二元全息图。通过电子束蒸发镀膜、等离子增强化学气相沉积、电子束曝光、感应耦合等离子干法刻蚀、纳米压印等半导体工艺,制备出了高精度、低成本、可复制的全息图。并对所制备的全息图分别用红色、绿色激光进行了测试,得到的衍射图案清晰,复现方式简单。     

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。     

信息光学 全息术与器件

O438.1 2007054458新型双通道计算全息图=Newtwo-channel computer-generated holograms[刊,中]/刘斐(重庆大学数理学院.重庆(400044)) ,王丁…//光电工程.? 2007 , 34(3) .? 114-117提出了一种新的制作双通道计算全息图的方法。通过在一张全息图中同时记录一个物体傅里叶频谱的复共轭信息和另一个物体的傅里叶频谱信息,重新设计计算全息图的抽样单元,使输入的两个平面物体,同时再现在同一衍射级的相同或不同方向上,再现的两个像在空间完全分离开来,从而实现了载波信息的通道变化。图6参6(严寒)O438.1∥O436.1 2007054459光致聚合物全息光…     

显微数字全息中的3维信息重建

通过理论分析和模拟验证,研究了基于横向剪切的数字全息相位重建方法,分析并指明了详细的重建过程,提出了利用平坦区域相位数据进行线性拟合,从而获得线性相位畸变系数的方法,并指出对原始包裹相位图进行1维相位展开是横向剪切法重建数字全息相位信息的前提。对无噪声及含有噪声的全息图进行了数值重建,结果表明:对于弱噪声干扰的全息图,该方法很有效;而对于较强噪声干扰的全息图,采用中值滤波方法对原始相位图进行滤波后再重建,并对重建的相位图再次进行中值滤波,可以得到高质量的再现像;减小再现像平面抽样间隔,使剪切相位图中相邻的两个像元之间相位差的最大值小于2π,才可以获得正确的相位重建。