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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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     

一种自聚焦透镜网格板

本文是根据龚祖同教授74年提出的“在高速网格摄影中用自聚焦透镜网格板代替常用的微透镜板当作网格元件的建议”而设计制造的。 网格板是由相同的微型透镜按一定规则排列起来的光学元件。在现代光学技术中有着特殊的应用。它可用于成象系统,微光学回路以及作为成象转换元件。例如,除了用作各种网格高速相机的象分解元件外,还可作为仿生工程中昆虫“复眼”成象透镜,光     

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。     

似狭缝合成一步彩虹全息术的实验研究

本文阐述了似狭缝合成一步彩虹全息术缝宽表达式中总位移量的限制,讨论并实验演示了用双透镜成象系统增大物象放大率可变范围及形成全息原始象的改进光路,从而增加了该技术应用的灵活性.     

透镜焦距的测量方法

确定透镜焦距f有两种方法:一种是绝对确定法,另一种是成象测定法。绝对确定法常在设计与制造透镜时使用,它是根据几何光学中理想成象的基本原理,求出球面折射各基点(面)与焦距值,然后再求出由两个球面折射所组成的单透镜以至于由任意个单透镜形成的透镜组的焦距及其各基点(面)。由于此法用到的只是在设制时就能准确确定的一些量,例如透镜材料的折射率,球面的半径及诸球面间的     

利用单个全息透镜实现光学变换的理论

在离散取样情形下,证明了利用单个全息透镜所组成的光学系统能够实现任意给定的线性变换;给出了为实现给定变换而设计全息透镜振幅和相位分布的方法;并以三种不同序的八维Walsh变换为例,得到了实现这些变换的全息透镜的振幅和相位分布。 关键词：     

《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…     

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。     

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     

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     

可编程菲涅耳相位透镜应用于多平面全息投影

研究了基于菲涅耳相位透镜实现多平面全息投影的方法,采用硅基液晶相位调制器建立了多平面全息投影系统.首先,利用可编程菲涅耳相位透镜代替傅里叶透镜,将计算机生成的相位全息图与菲涅耳透镜的相位结合;其次,基于时分复用和空分复用原理提出了加载菲涅耳相位透镜与相位全息图到相位空间光调制器上的两种方法;最后,讨论了在多平面全息投影中每个单一平面实现旋转物体动态360°视角显示的方法.实验结果表明:在距离硅基液晶分别为500、800、1 100和1 400mm处的四个重构平面可以获得全息投影图像;通过动态地改变菲涅耳相位透镜的焦距,可以实现多平面全息投影.     

用图象法讨论薄透镜、反射镜成象规律

此文讨论了在薄透镜和反射镜的成象问题上所采用的不同于惯用的解析法与几何作图法的图象作图法．叙述了图象法的基本作法同时给出了证明，并就其对于薄透镜成象及推广成多透镜成象和反射镜成象等方面的应用范围进行了初步介绍和讨论，且给出了几个具体例证．