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。     

全息透镜的发展

<正> 由于全息术的发展和利用,出现了一种新型的成象元件,两个相干点源记录的全息图制成全息透镜。它的成象原理和制造工艺与普通透镜都不同。目前,国外在全息透镜的设计和制造方面进展较快,已经把全息透镜用于第三代夜视仪、     

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     

一幅全息照片提供的信息

图1是用全息透镜观看普通白炽灯泡时拍摄的照片。这张照片传递给我们的信息是十分丰富的,它鲜明地揭示了全息透镜成象的一系列特点。     

全息光学透镜成象及全息光栅频谱分析在4f光学系统中的处理

一、前言全息光学透镜具有常规光学元件所没有的优点,它体小、质轻、形状可变。但是由于制作它的全息记录材料衍射率低(银板30％,铬板80％),所以,其成象质量在一般应用中不如常规光学透镜清晰。我们曾多次将其作为物镜,在同一波长和白光下对物体照相,其分辨率都比常规光学透镜成象差。所以,我们将其置于4f光学系统中进行信息处理。     

《应用光学》一九八七年总目录

幼挑开发光产品发展光产业论光电对抗在作战中的地位及其对策炮兵战场目标侦察、观瞄与作战指挥系统的发展2乡5,6,光学设计光学测距机测距误差评定工程激光机外光路的一种设计方法曲面全息光学元件成象特性初步分析利用振幅和位相的线性近似计算光学衍射积分在球形梯度折射率条件下的光学设计透镜自动设计中的加速收敛变焦透镜系统非均匀媒质透镜中的高斯光学-用位相共扼修正波前畸变的理论轮胎镜细光束弧矢焦点的计算公式光学系统球面偏心对成象位置的影响关于格列高利型双球面反射镜系统光栅的几何不变性衍射受限光学系统有限大小目标多谱…     

用全息透镜做散斑编码的图象处理技术

本文研究了全息透镜在散斑编码光学信息处理中的应用.所用的全息透镜系采用最佳成象条件制备而成.最后给出用该透镜做散斑编码的多图象存储的实验结果.     

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。     

一种具有Luneburg透镜特性的轴向GRIN介质透镜

本文给出一种轴向GRIN(梯度折射率)介质透镜。这种透镜具有 Luneburg(卢内堡)透镜的特性。它可以使无限远光线锐成象;亦可用于点—点锐成象系统,光准直或光准直—聚焦系统;在微波频谱区域及有声成象、天线设计方面有一定应用价值。     

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.     

复眼棱镜非接触光刻系统的设计

基于多线光源阵列光刻系统降低一个方向的衍射效应原理,设计出了用于光刻计量光栅的复眼棱镜非接触光刻曝光系统。此系统具有简单的光学结构,即将原来的二次成象变为一次成象,也就是说,用复眼棱镜组代替了复眼柱面透镜组和准直物镜组。为了扩展系统工作范围,还设计了几组柱面倍率透镜系统,这样就可以复制光刻出任意宽的光栅线条。     

曲面全息光学元件成象特性初步分析

本文根据全息学基本原理,应用光的干涉,衍射理论详细描述了曲面全息元件的成象特性。用位相比较法导出了一套曲面全息光学元件的成象公式及焦距和各项放大倍率计算公式。     

二元光学：90年代的光学技术

二元光学是在计算全息与相息图研究发展的基础上新兴的一个光学学科分支．在光的衍射原理的基础上，通过计算机设计与微电子加工技术，人们研制成二元光学器件．它是一种片基表面深度为亚微米级的台阶形分布的纯相位器件，可以微型阵列化与集成化．它在激光波面校正、激光相干合成、微透镜阵列、红外光系统、光雷达、光通信、光互连与光计算等方面有非常良好的应用前景．     

信息光学实验器件与实验技巧

对半导体激光器用于全息记录的特性进行了实验研究 ,指出了半导体激光器的优点及在光学全息领域应用的巨大潜力 ;分析了三种傅立叶变换透镜的共性和差别 ,提出了会聚光中傅立叶变换透镜的优点和光学设计的基本规律 ,实验证明了所设计的实例有良好的结果。     

基于二元光学色差校正的全景环形成象系统设计

本文分析了全景环形透镜的成象特性及其设计方法,并在此基础上设计了一例全景环形成象的光学系统.二元光学面的引进,对系统的色差校正起了很大的作用,从而得到了良好的成象效果.     

菲涅尔透镜的线彗差及其在一步彩虹全息中的应用

本文叙述了菲涅尔透镜的一种新型象差——线彗差及这种象差的特性和其他象差的关系。薄平菲涅尔透镜是一步彩虹全息中较理想的成象透镜。     

光学透镜边缘杂散光的消除

<正> 一、光学透镜边缘杂散光在现代精密光学仪器制造工业中,要想进一步提高各种光学仪器的成象质量,就必须考虑光学系统的杂散光。然而,光学透镜边缘毛面所产生的杂散光是一个很特殊的问题。国内对此常常不够重视,国外则十分注意这一问题。大家知道,一台光学仪器在成象的光学系统中,形成物体的实象时除了成象光线外,还有非成象光线在象面上扩散,这些非成象光线(即杂散光)非常有害。其中很大一部分来自光学透镜边缘毛面,因为光学透镜边缘毛面是用磨料经机械加工形成的一个粗糙表面,当不同波长的光线经过光学仪器的透镜系统时,就会在光学透镜组的毛面发生反射、散射,形成所谓二次和高次杂散光,透镜数目越多,杂散光量也越大,致使象质变坏。如果散杂光严重到足够程度的话,将使光学仪器的鉴别率降低,以致不能有效观察,从而降低了仪器使用效能。有时在实际检验和测量透镜质量时也会     

正确观察透镜成象

观察透镜成象,大多采用图1所示的装置。物体用一个二维的物体,在象面上放置一个接受屏,从屏上可以观察到一个二维的物体象。由于在中学和大学低年级,大多采用这种观察方法,所以给不少学生造成了这样的错觉,认为透镜成的象是二维象,且只能在接受屏上观察透镜成象。为了避免造成上述错觉,同时为学生今后在大学阶段观察全息实象打下基础,在中学阶段就应该培养学生正确的观察和思维。     

一种新型微透镜阵列成象式投影光刻系统的研究

从理论和实验两方面入手,系统地研究了微透镜阵列的形成原理和制作工艺,分析了微透镜阵列的面形结构,得到了联系微透镜阵列矢高与制作工艺参量的经验公式.并且将四片微透镜阵列耦合,形成一个深紫外光刻的1:1成象的多孔径微小光刻系统.从几何光学理论出发,分析了这个光刻系统综合成象的特点,讨论了这种光刻系统的光学性能,并给出了实验测量方法.     

在高中讲球面镜成象问题的一点体会

球面镜和透镜成象的问题,是高中物理几何光学中的一个重要内容。下面根据个人在教学中的体会,提出一些看法,希望能得到同志们的指正。球面镜和透镜的成象问题,在研究方法上有很类似的地方,所以在这里只就球面镜来谈。我认为在进行这一段教学时,有两点内容应着重向学生阐明。第一,须要用作图法证明球面镜是可以成象的,然后再谈球面镜的成象公式才具有意义。第二,最好使学生彻底了解球面镜成象公式1/u+1/v=1/f中,u,v和f符号的来源。如只