基于光学全息的任意矢量光的生成方法

基于光学全息的角度复用特性, 根据空间光调制器对光场的相位和振幅调制原理, 通过加载产生任意矢量光所需要的相位分布, 设计了一种生成任意矢量光的方法. 该方法首先利用光学全息技术记录空间光调制器加载的相位, 从而制作一个全息光栅; 再现过程中, 两束具有相同入射角度的参考光照射全息光栅, 使得两束再现光相干叠加, 进而获得可调控的任意矢量光. 该方法能够避免复杂偏振态的出现, 并且具有生成光路简单、方便操作、生成矢量光的偏振纯度高等优势. 通过计算机模拟生成了任意矢量光, 获得了很好的效果.     

基于数字全息及复用技术的全场偏振态测试方法

提出了一种在数字全息记录系统中利用偏振和角分复用技术对光场进行偏振态检测的方法. 将全息系统中的一束参考光分为偏振方向相互正交、初相位相同的两束光, 并分别与物光相同偏振方向的两个分量干涉, 形成两幅子全息图, 同时记录在一帧画面中. 为了分开记录到的物光两个分量, 系统中利用了角分复用技术, 即在两束参考光中引入不同载频, 使物光两分量的频谱位于全息图频谱面的不同区域. 通过滤波、逆傅里叶变换和衍射计算, 获取距离全息图不同位置处物光两正交分量复振幅信息. 利用复振幅信息, 可以构建被测物光的斯托克斯参量和琼斯矢量, 从而表征物光的偏振态. 实验中, 通过对一束椭圆偏振光进行偏振态测量以及对该光束在不同空间位置处的偏振态进行表征, 表明该方法可以实现光束偏振态全场测试, 并且具有较高的可靠性. 关键词： 数字全息 偏振态 琼斯矢量 斯托克斯参量     

诱导光偏振态对激光诱导掺杂铌酸锂晶体畴反转的影响

研究了诱导光的偏振态对激光诱导原子数分数为3%掺镁同成分铌酸锂晶体和原子数分数为3%掺铪同成分铌酸锂晶体畴反转的影响.用数字全息干涉测量的方法再现了激光诱导畴反转过程中的相位分布.通过对比线偏振、圆偏振和椭圆偏振不同偏振态诱导光形成的成核场,认为诱导过程中出现的沿z方向的空间电荷场对激光诱导优先畴成核有着非常重要的影响...     

基于BSO晶体的振动测量系统

利用光折变晶体材料,可实现宽带、微小振动测量。测量系统采用零差干涉结构,使用硅酸铋(BSO)晶体记录信号光与参考光干涉所形成的动态全息,并实时衍射,再由光电探测器探测从BSO晶体出射的透射信号光与衍射参考光所形成的干涉信号,从而实现对振动的测量。通过对BSO晶体中全息记录条件,包括两光束夹角、光强比,与衍射效率关系的研究,确定了最佳记录条件。在参考光路中利用1/4波片改变光束偏振态,使干涉系统在BSO晶体不加外电场情况下,具有较高测量灵敏度。以一定频率驱动的压电陶瓷为被测物体,在0.5～90kHz的频率范围内所测量到的振动频率与预先加载的频率一致。     

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     

吲哚俘精酰胺的偏振全息图像光存储实验研究

在吲哚俘精酰胺/PMMA薄膜上记录了同偏振全息和正交偏振全息图，获得了它们的再现衍射像.实验结果表明：吲哚俘精酰胺具有光致各向异性，可以进行正交偏振全息记录.在偏振全息中，衍射光的偏振方向依赖于物光和再现光的偏振方向，衍射像的噪声主要来源于再现光照射到样品上引起的散射.正交偏振全息可以得到比同偏振全息更高信噪比的衍射像.存储于样品上的全息图在室温下黑暗处至少可以保存五个月而衍射效率无明显下降.结果表明，吲哚俘精酰胺是一种可用于偏振全息的可擦重写记录介质. 关键词： 偏振全息 光致各向异性 俘精酸酐 光致变色     

用偏光干涉法动态测量扭曲向列型液晶指向矢

提出一种基于双折射晶体劈的偏振态实时测量方法,并将该方法用于扭曲向列型液晶透射光的偏振态分析,实现了液晶分子平均指向矢的动态测量.利用基于晶体劈的偏光干涉法将待测光的偏振参量编码为两组干涉条纹,通过对干涉条纹定位实现偏振态的实时测量;再根据液晶指向矢的倾角、扭转角与透射光偏振态之间的关系,推算出液晶分子平均指向矢的动态信息.本实验测量液晶指向矢的速度为每秒5次,液晶平均指向矢的倾角、扭转角的测量准确度达到0.2°.本文研究为液晶分子平均指向矢的动态测量提供了一种有效途径.     

菌紫质同线偏振全息记录时再现光偏振方向对衍射效率的调制

当用相同偏振方向的物光和参考光在菌紫质薄膜上记录光栅时,再现光的偏振方向会影响其衍射效率.采用琼斯矩阵方法对此进行了理论分析,结果显示,再现光的偏振方向对衍射光的光强产生余弦调制;当再现光的偏振方向平行或垂直于记录光的偏振方向时,衍射光仍为线偏振光,其他情况下衍射光均变成椭圆偏振光.再现光偏振方向对衍射效率峰值的调制为正向余弦调制,对衍射效率稳定值的调制为反向余弦调制(与前者在相位上相差π).加入辅助紫光可抑制光栅的饱和,从而使得再现光偏振对衍射效率稳定值的调制由反向余弦调制变为正向余弦调制,并且提高了衍 关键词： 菌紫质 光致各向异性 衍射效率 琼斯矩阵     

用Stokes参量法实现数字同轴偏振全息的研究

提出了一种基于Stokes参量的数字同轴偏振全息方法.在实验中用一束线偏振光和一束椭圆偏振光作为参考光, 分别与物光进行干涉,通过拍摄在两个相互垂直方向上的全息图,计算出物光在这两个方向的振幅和相位信息, 从而得到物光的Stokes参量和物体的全偏振信息,实现对各向异性物体偏振态空间分布的图像重建. 实验结果表明,该方法可用于物体的全偏振特性的测量.这种方法在求出物光Stokes参量的同时, 也可消除零级像和共轭像的干扰,因此也可用于同轴或离轴全息.     

双弹光调制广义偏振测量的数字锁相数据处理研究

针对高精度、快速实时的偏振测量需求,提出了一种双弹光差频调制的偏振参量测量方法。对偏振测量原理进行了详细分析,针对双弹光调制器工作控制及信号解调需求,设计了基于数字可编程逻辑门阵列(FPGA)的多通道数字锁相数据处理方案。FPGA提供一定频率占空比的脉冲宽度调制波(PWM),经高压谐振电路输出正弦高压驱动弹光调制器工作,与此同时,探测器探测到的调制光信号经模数转换器(ADC)采集后进入FPGA中。FPGA提供本地参考信号完成多个频率信号的同时解调,进而单次测量便可得到4个斯托克斯分量。搭建了实验系统进行了实验验证,利用旋转1/4波片法建立了偏振产生装置,实现了对线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光的测量。实验结果表明,系统测量的相对误差小于0.8%,重复性标准差小于0.2%,单次测量时间小于200ms,实现了高精度、重复性好、实时的偏振测量。     

Multiplexed phase-conjugate holographic data storage with a buffer hologram

We describe and demonstrate a volume holographic storage system in which a phase-conjugate object beam is reconstructed by the same reference beam that was used for recording. An intermediate hologram is used as a temporary buffer, recorded with its own reference beam and the data-bearing object beam. Reading this buffer hologram with the phase conjugate of its reference beam reconstructs the phase conjugate of the object beam, which can then be recorded into the desired volume hologram for long-term storage. This method combines the immunity to lens aberrations provided by phase-conjugate readout with the simplicity of using the same multiplexed reference beam for both recording and readout. Only a single pair of phase-conjugate reference beams is required. Experimental results are shown with a single LiNbO(3):Fe crystal used as both buffer and storage holograms and a self-pumped phase-conjugate mirror in BaTiO(3) that provides the pair of phase-conjugate reference beams.     

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。     

Compact, integrated dynamic holographic memory with refreshed holograms

An innovative architecture for compact, integrated volume holographic memories is described. It is based on phase-conjugate readout and on a modulator-detector-memory array implemented in a silicon integrated circuit. The lensless memory module sustains dynamic read-write holograms by periodic refreshing. The integrated circuit is described and experimentally characterized. Holograms were stored in a prototype storage module that uses a 30 degrees -cut BaTiO(3) crystal and the 90 degrees recording geometry. As many as three angularly multiplexed holograms were periodically refreshed and subjected to >40% decay from exposure to the reference beam over 50 to 100 cycles. Experimental data are presented.     

基于自聚焦透镜的光纤数字全息系统实验研究

在光纤数字全息光路中引入自聚焦透镜，利用其特有的成像特性，作为物光波的中继传输器件，构成一套紧凑型光纤数字无透镜傅里叶变换全息记录系统，以实现对微小物体的全息记录与数值再现.研究结果表明，结合自聚焦透镜和光纤数字全息术的特点，不仅可使光学测试系统紧〖CM(42〗〖JP2〗凑、微型化，而且还可以对一些特殊环境、光线难以直接到达的隐藏区域或封闭系统内部进行测量.     

Digital holographic tomography based on spectral interferometry

A digital holographic tomography system has been developed with the use of an inexpensive broadband light source and a fiber-based spectral interferometer. Multiple synthesized holograms (or object wave fields) of different wavelengths are obtained by transversely scanning a probe beam. The acquisition speed is improved compared with conventional wavelength-scanning digital holographic systems. The optical field of a volume around the object location is calculated by numerical diffraction from each synthesized hologram, and all such field volumes are numerically superposed to create the three-dimensional tomographic image. Experiments were performed to demonstrate the idea.     

飞秒激光烧蚀铝靶产生喷射物的超快脉冲数字全息诊断

采用脉冲数字显微全息技术,对50 fs单脉冲激光烧蚀铝靶过程中的物质喷射以及等离子体演化的动态过程进行了实验研究,获得了高时空分辨的动态数字全息图.由全息图观察到了热弹力波引起的二次喷射现象,并且报道了大延迟下喷射物质对400 nm探测光所引起的干涉条纹的反常移动现象.通过对全息图进行数字再现,得到了不同延迟下探测光穿过等离子体后的二维相位分布,并运用逆Abel变换算法获得了等离子体折射率以及等效电子密度的时空演化动态过程.根据实验以及计算所得到的有关于喷射物的光学性质,对喷射物的结构和成分进行了分析. 关键词： 脉冲数字全息 飞秒激光烧蚀 超快时间分辨 等离子体     

大景深多重全息术及其应用

提出并实现服用一般Ｈｅ－Ｎｅ激光器记录的大景攀重全息术，这种技术是根据光源时间相干性的特点，在参考光上作光路补偿来扩大景深，并用旋转光楔调制两平面参考波，记录大景深物场的多重全息图，这是一种重像数可以选择的大景深多重全息术，文中给出理论分析和实验结果，理论分析与实验结果是吻合的，文中还提出了用旋转光楔实现多路多参考光编码记录的多通道大景深全息干涉计量术，这种技术可用于研究大景深物场的时间序列动态过     

Optical retrieval of encrypted digital holograms for secure real-time display

Secure data transmission by use of encrypted digital holograms and an optical retrieval system for secure real-time display are proposed. Original images are encrypted by a double-random phase encryption technique and then are recorded as digital holograms in a CCD, together with a reference plane wave. This digital hologram of the encrypted image can be transmitted to receivers via any conventional electronic or digital communication channels. The decryption key is also recorded as a digital hologram. At the receiver, the original image can be retrieved by an optical correlation-based reconstruction process. Both encryption and retrieval can be performed by all-optical means, and thus a real-time secure display can be implemented. We demonstrate the proposed system numerically and experimentally.