全息透镜光学特性与数值解析

全息透镜是一种新型光学成象元件,成象原理与制造工艺部与普通透镜不同,它有许多独特的性质.全息透镜可以单独使用,也可以与普通透镜混合使用,构成光学系统。本姓要阐述全息透镜在理想情况下的物象关系、成象原理、基点位置、焦距及放大率等光学特性;推导一组实用的计算公式,并附有计算举例。     

全息光学透镜研制中的理论初步分析

在研制全息光学透镜过程中,我们对不同全息乳胶特性进行了研究,除在单色光下再现外,又尝试了白光的再现,并取得了初步效果。在研制全息光学透镜时,采取了两种类型,即共轴型和离轴型,所用的光路中有会聚光束、平行光束。     

全息光学元件的军事应用

全息光学元件是利用全息摄影技术制作的薄膜型光学元件。它利用光的衍射原理,象透镜、棱镜等普通光学元件那样,实现光束韵会聚、发散、偏转、分束、色散、扫描等。全息光学元件是在玻璃或塑料基片上涂附记录介质(如光敏材料、光致抗蚀剂)薄膜,然后在专门设计的曝光系统中曝光,再经显影、干燥、峦封等处理而制备成的。浮雕型全息光学元件还可用热压法大量复制。     

全息透镜的特性及其应用

自六十年代激光和全息术发展起来以后,用一个点源的全息图就可以制成全息透镜。由于它的成象原理和制造工艺与普通透镜不同,所以它是一种新型的成象元件。了解全息透镜的成象特性,已是光学设计工作者面临的一个新问题。本文首先结合普通透镜的成象特性,采用光线分析的方法介绍全息透镜的成象原理,物象关系,导出同轴和离轴全息透镜的初级象差公式,透镜的光栅方程。提出了K-矢量闭合和等效透镜的概念,使光学设计工作者无须了解过多的全息学方面的知识,就可以从事这方面的工作。     

制作替代双棱镜的全息光学元件

制作替代双棱镜的全息光学元件刘成森（辽宁师范大学物理系大连１１６０２２）全息光学元件在很多领域可以代替传统的玻璃光学元件（１），本文提出了一种制作可以代替玻璃双棱镜的全息光学元件的方法．光路如图１所示．其中Ｌ１、Ｌ２是柱透镜，它们将平行光会聚成狭缝状...     

全息光学元件的应用

全息光学元件(HOE)的制作方法与制作全息图一样,是用两束或多束相互干涉的光波产生干涉形成的衍射光学元件。HOE这个术语似乎也适用于条纹图形可用干涉方法或通过数字模拟产生的任何衍射光学元件,并且将用参考光束再现。设计全息光学元件的计算机程序,常将HOE作为折射率很高(近似等于100)且随波长变化折射率变化很大的薄透镜处理。     

全息光学元件——全息柱面透镜、全息锥面透镜及全息象散透镜

锥面透镜和象散系统在实际中的应用日益广泛。在处理综合孔径天线数据时,为了保存有关方位角的信息,需要锥面透镜。在彩虹全息和全息立体显示技术中,为了减小散斑影响和扩大景深,需要建立象散系统来记录全息图,已有的方法是在记录系统中加入柱面透镜来实现象散系统。本文通过对柱面透镜和锥面透镜相位变换因子的分析,从理论上推证了如何用全息的方法获得起柱面透镜和全息锥面透镜作用的相位变换因子,即全息柱面透镜和全息锥面透镜,从而可以用这些全息元件代替锥面透镜和柱     

光学全息合成实验

全息合成实验是将一系列用普通摄影拍摄的物体的二维平面像用全息合成的方法记录在一张全息软片上。再现时可实现原物体的三维像。这对于较大物体或贵重文物的立体再现尤为重要。我们结合光学全息课,用它来作为实验教学,给学生以一种立体感强、图象逼真的感觉,深受学生的欢迎。     

体全息光栅透镜的设计和应用

设计了一种新型的体全息光栅透镜, 在一块光学平板（体全息记录材料）内可以将输入光束产生横向传输并聚焦, 或对输入光点产生横传的准直. 它由一束平面波和一束球面波正交入射到光学平板上干涉形成的. 研究了该体全息透镜的光栅间距变化情况, 为设计和制备体全息光栅透镜及相关器件提供了理论依据. 基于两光束耦合波理论, 得到了该光栅透镜的耦合波方程, 近似计算了该透镜的衍射效率及其达到高衍射效率时透镜的最佳尺寸. 最后, 讨论了该透镜在集成光学等领域中的应用.     

消全息透镜色差的一种新方法

<正> 一、引言近年来,全息术的一个重要分支——全息光学元件(HOE)技术发展很快。国外已经把全息透镜应用于全息扫描器,全息头盔显示器等等。许多器件已经商品化。由于全息透镜是衍射元件,所以其色差是很严重的。为了减小色差,需用窄谱光源照明,限制了全息透镜的应用,国外许多学者都强调这一点。全息透镜是否能用于宽谱光源场合呢?70年代以来,国外一些学者在这方面进行了探讨,其中最吸引人的是J.N.Latta的工作。他运     

应用激光二极管和全息元件的光学图象识别系统(英文)

在光学信息处理中,用匹配空间滤波器可以进行图象识别和定位的运算。全息光学元件(HOE)以及激光二极管的出现,使得研制结构紧凑而稳定的光学图象识别系统有了可能。这样的识别系统对航天和机载的应用有重要的意义。本文首次和比较全面地从理论和实验的角度论述了整个应用激光二极管和全息元件的图象识别系统。 该系统采用了无透镜匹配空间滤波器。这就是用全息透镜代替一般相关器中的第二傅里叶变换透镜,并且把它与匹配空间滤波器综合在一张全息干板上。结果,简化了系统的结构,提高了稳定性,避免了滤波器与第二傅里叶变换透镜相对位置的调整问题。 本文首先从理论的角度分析了这一系统的可行性,指出在输出平面可以获得相关结果,相关峰值位置对应于输入图象的相对位置(位移不变性),并且用实验证实了这一结果。由于参考光束有一定的倾斜角,综合在匹配滤波器上的实际是一个离轴全息透镜,轴外象差(特别是象散)应加以限制。本文列出了该系统三级象散的计算公式,用实例估算了象散的大小,说明只要合理选择系统参数,象差可控制在允许的范围内,保证输出相关亮点不致扩散。 目前的激光二极管发射的激光相干长度短,波长较长,功率不够大,所以只能用于相关识别,同时制作匹配滤波器还必须用常用的气体激光器。因而记录     

全息光学元件

全息光学元件是一种有别于经典光学元件(反射或折射型)的衍射光学元件[1,2].由于它是薄膜型光学元件,因此有重量轻、性能可靠、制造方便、成本低等特点.它特别适用于“准单色光系统”和激光系统.如果全息光学元件与经典光学元件相结合,还能扩展和改善光学系统的性能和应用范围.     

用振幅-相位型全息透镜实现光学变换的一般理论

本文将文献[1]和[2]中所讨论的纯相位型的全息透镜系统实现光学变换的理论推广到更普遍情形,提出了用振幅-相位型全息透镜组所构成的光学系统实现给定线性变换的一般理论,推导出诸全息透镜的振幅和相位分布所满足的方程组,应用计算机迭代求解法,不难得到它们的解。     

高衍射效率闪耀全息透镜

提出一种制作位相全息透镜－闪耀全息透镜新设计，利用它可使位相全息透镜的位相分布类似位相菲涅耳透镜，其衍射效率理论值可达９５％以上，但其制作过程要比位相菲涅耳透镜容易，文中给出了原理分析和实验验证，初步结果是令人满意的。     

雾化场光学全息与数字全息联合测量

针对雾化场光学全息测量存在干板湿化学处理繁琐、再现像采集耗时的问题,提出光学全息与数字全息联合测量的方法,建立由同轴光学全息、同轴数字全息以及数字延迟信号发生器组成的测量系统,并以双孔直射式喷嘴产生的雾化场为测量对象,利用该测量系统在一次测量中同时获得雾化场的光学全息和数字全息的再现图像,两者具有很好的一致性。光学和数字再现图像相对应的视场范围分别为27.87 mm4.77 mm和27.59 mm6.67 mm,数字方式获得视场范围内单一层面再现像的时间仅为8 s,而光学方式将近1 h。结果表明,光学全息与数字全息联合测量时,通过数字全息的雾化再现图像能够对实验总体效果进行实时评估,提高了雾化场全息测量的实验效率。     

基于双全息光学元件的3D视网膜投影显示器

为克服非相干光源照明条件下基于全息光学元件的视网膜投影显示系统存在的色散、出瞳小、无法获得单眼调焦深度信息等局限,提出了一种基于双全息光学元件的3D视网膜投影显示器。用全息光学元件取代玻璃透镜,用发光二极管取代激光。用反射型体全息光栅和反射型体全息透镜构成的光学结构对系统的色散进行补偿,获得了清晰的图像,系统分辨率达到11.6 lp/mm。结合双全息光学元件结构,利用时分复用技术和角度复用技术实现了具有密集视点的3D视网膜投影显示。该结构可有效扩展系统的出瞳,解决视网膜投影显示系统出瞳小的问题。同时在0.45～2.0 m的深度范围内,实现具有单眼调焦深度信息的真3D显示,显示范围覆盖人眼的辐辏调焦响应敏感范围,可有效缓解辐辏调焦矛盾引起的眩晕和视觉疲劳问题。该系统结构紧凑、价格便宜且避免了散斑噪音和安全隐患,具有良好的应用前景。     

用于全息存贮的全息散斑相移透镜

本文利用全息透镜和激光散斑的特性,提出一种专门用于信息存贮的全息散斑相移透镜。并给出了这种平面型光学元件的制作过程及实验结果。     

全息光学透镜制作工艺及成象分析

本文着重讨论乳状液(文中所指的记录介质)的厚度不均匀与波前再现的影响,以及曝光量对制作全息光学透镜与再现成象的关系。     

基于全息技术的光学加密系统实值编码

提出一种基于全息技术用于光学图像加密的实值编码方法.待编码的数字图像与一个大小相同、灰度值为零的图像组成一幅新的图像,然后与一个随机相位掩膜一起通过光学透镜作傅里叶变换,取变换结果的实部作为编码输出图像.利用全息记录的方法解码,即编码输出图像和随机相位掩膜的傅里叶变换相加通过光学透镜作傅里叶反变换,记录反变换的光强分布,再通过非线性变换或灰度变换的方法可以恢复原图像.     

全息透镜的原理及应用

一、全息光学元件发展简史 光学仪器大部分是依据光的反射和折射成象的。把不同的透镜、棱镜和反射镜有机组合,使彼此的象差相互补偿,就构成各种各样的光学仪器。它们基本上能够满足现代科学技术的要求。但是,光除了具有反射和折射性质外还有衍射性质。最早利用光的衍射性质做成的光学元件有菲涅耳波带片,其作用与一块普通的透镜相当,由于它的衍射效率很低,未能实际应用。但激光和全息术的发展,赋予具有较高衍射效率的全息光学元件以新的生命力。全息光学元件与普通透镜一样,能起成象作用。使用这类产品,不仅可获得三维再现图象,还可作为艺术品供人欣赏,更重要的是在某些光学特性方面有着普通光学仪器无法媲美的优越性。例如:美国鹰式战斗机和大黄蜂号强击机上的光学瞄准器,于1980年更新为全息光学系统的平视显示器,这种显示器使战斗机的战术技术性能有了明显的提高。1982年英国、意大利和西德联合研制的旋风战斗机上的瞄准设备,使驾驶员很容易看准敌机和击中目标。英国研制出的另一个全息产品是头盔夜视仪,利用这种仪器在微弱的星光下能够看清一公里远