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、     

用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换

提出用多焦点全息透镜实现多重谱分数傅里叶变换.利用全息方法通过一次曝光制作出多焦点的全息透镜,分析了用此全息元件实现这种变换的条件,并在实验上实现了多重谱分数傅里叶变换. 实验结果表明这种变换方法简便可行,可广泛应用于多通道光学信息处理系统及多目标图像识别系统中.     

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。     

全息摄影的光学系统及其象差讨论

本文在论述高斯参数与透镜参数的关系;透镜的波象差以及全息象差的基础上,提出了三种基本常用的全息摄影系统,讨论了这三种系统所适用的场合,及所用光学元件的象差要求。     

基于哈特曼-夏克波前测量原理的焦距测量

本文从哈特曼-夏克波前测量原理出发,提出了基于波前测量的透镜焦距测量方法|得到了使用这一方法测量焦距的计算公式.使用633 nm和780 nm两种波长的半导体准直激光器作为光源,测量了三片双合透镜的焦距,结果表明,633 nm光源下测量得到的波长与透镜的设计焦距值相吻合,能够正确测量透镜焦距|而780 nm光源的测量结果显示出较大的相对测量偏差,但可用于评估透镜的剩余球差、色差以及制造公差.     

用全息透镜组成傅里叶变换系统

本文将全息透镜作为一般的傅里叶变换元件,组成傅里叶交换系统,进行了相关运算以及模糊图象处理等实验.结果表明,对全息透镜傅里叶变换系统进行某些光学信息处理工作是可行的.     

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。     

无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深

基于透镜相干光学成像系统的斯特列尔(Strehl)判据, 对无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深进行了推导, 得到了参考点源对称偏置和非对称偏置两种情况下的焦深表达式. 结果表明, 无透镜傅里叶变换显微数字全息成像系统的焦深决定因素与透镜相干成像系统的焦深决定因素不同, 其焦深不仅与照明光源的波长, 成像系统的孔径及记录距离有关, 还与参考光源的配置有关. 计算机模拟和实验结果均证明了理论分析的正确性.     

用变形全息透镜实现变形分数傅里叶变换

利用一发散点光源和一束倾斜平行光制作出在两个垂直方向上具有不同焦距的变形全息透镜,且用此全息元件实现了变形分数傅里叶变换。变形全息透镜两个方向上的焦距随全息记录条件和再现条件而变化,分析了用这种全息透镜实现变形分数傅里叶变换的条件。实验表明,用该元件能够方便地实现任意级次的变形分数傅里叶变换。     

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。     

紧凑型LED配光设计中光源模型可靠性研究

针对现有LED光源建模适用条件及可靠性不确定性的问题,对紧凑型LED配光设计中光源建模可靠性进行了研究.通过优化设计具有不同透镜光源直径比模型的方法,对点光源、表面光源、ray文件光源三种建模方式在系统中的差异进行分析对比.整体设计以ray文件光源模型为基准,以常规紧凑型全反射式透镜为二次配光元件,对不同透镜光源直径比(光束角分别为±15°、±10°、±5°)的光学系统进行优化设计和分析计算.结果表明:在能量利用率误差为±2%的范围内,光束角为±15°,透镜光源直径比大于36∶2时,表面光源建模可代替ray文件光源建模;光束角±10°,透镜光源直径比为44∶2时,表面光源建模可代替ray光源建模;光束角为±5°,透镜光源直径比为82∶2时,表面光源建模可代替ray文件光源建模.但是在±2%误差范围内,点光源无论在何种透镜光源直径比,任何光束角下均不能代替ray文件光源.这一结果为紧凑型系统设计中光源模拟提供了依据,同时解决了采用ray文件光源建模进行辅助优化设计耗时较长的问题,为相关研究提供了参照依据.     

基于一种透镜材料的宽谱段紫外成像仪光学设计

紫外探测技术已广泛应用于人类生产生活的各个方面,宽谱段紫外成像仪系统的研究具有重要意义.本文通过推导色差理论公式,提出了单一透镜材料的宽谱段紫外成像仪光学系统色差校正方案.结合高灵敏度大动态紫外成像探测器的性能指标要求,设计了仅一种透镜材料且所有透镜均为球面的210～400 nm宽谱段紫外成像仪光学系统,并运用光学设计...     

利用数值再现实现彩虹全息色差评价

为了在计算机制彩色彩虹全息图输出之前定量得到再现像的色彩保真度,提出了一种采用数值再现进行色差评价的方法.首先对彩虹全息图进行了频谱分析,得到再现参量与频谱分布之间的关系;然后采用频域滤波算法实现彩色彩虹全息图数值再现,得到再现像的相对功率谱分布;最后采用CIE1976UCS均匀颜色空间对再现像色差情况进行了计算.设计了7个色块并制作了计算机制真彩色彩虹全息图,以金卤射灯作为照明光源进行了光学再现实验,给出实验结果及分析.研究证明了采用数值再现方法实现对计算彩虹全息再现像光谱分布和色差进行计算分析是一种快速经济的方法.     

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     

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。     

LED光源数字全息技术研究

研究以发光二极管(LED)作为光源的部分相干光数字全息技术.首先研究LED的时间相干性和空间相干性,尽管LED的时间相干性较差,但空间相干性可以通过减小光源发光面积来提高.利用LED的时间相干性较差、相干长度短的特点,抑制相干噪声,改善数字全息重建质量.在同一全息记录系统,通过实验,比较了用激光和LED光源的数字全息重建图像质量.结果表明:基于LED光源的数字全息,完全消除了使用激光光源的散斑噪声和由光学元件引入的寄生干涉噪声,物光场的重现质量,包括振幅和相位都得到了很大提高.但由于LED光源的较低的空间相干性,一般只适用于同轴相移数字全息,待测物体的厚度在十几微米以内,应用受到一定限制.     

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...     

使用全息透镜作色散和聚焦元件的摄谱仪器

采用单一离轴型全息透镜兼作色散和聚焦元件,可以制成简单紧凑的摄谱仪器。本文讨论了记录全息透镜的最优方案,估计了这种仪器的性能并给出了实验结果。 关键词：     

离轴无透镜傅里叶变换数字全息的分辨率分析

基于离轴无透镜傅里叶变换数字全息的原理,分析了影响离轴无透镜傅里叶变换数字全息分辨率的两个重要因素,一是物的大小和记录距离,二是参考点光源的大小.指出在满足三像分离与采样定理的条件下,恰当选择成像区域、记录距离和参考点光源尺度,可提高成像分辨率.在此基础上分别使用线度为2μm、6.5μm和15μm的参考点光源,对USAF1951分辨率板中心的1.0×1.0mm2和1.5×1.5mm2的成像区域,在不同记录距离进行了相应的实验,获得了与理论分析相符的结果,证明了理论分析的正确性.     

LED用于彩色全息图照明的色度研究

基于制作全息灯箱背光源的需要,从色度上分析研究了发光二极管用于彩色全息图照明的可行性,对使用发光二极管和定向照明卤钨灯照明再现的彩色全息图进行了色度测量与评价.实验测量并计算了发光二极管与卤钨灯光谱功率分布RGB成分比,给出了在CIE1976均匀颜色空间中两种光源再现图像与原图像之间的色差.结果表明, 发光二极管用作彩色全息图照明光源是可行的,可以作为全息灯箱背光源.