21世纪的光学和光电子学讲座 第四讲 光全息术及相关产业的现状与发展

简要地叙述了光全息术半个世纪以来的发展,并就其应用较为广泛和产业化较为成熟的全息干涉计量全息存贮、显示全息和模压全息及其产业的现状与发展作了概述。     

全息术及其应用

全息术是一种用相干光干涉得到物体全部信息的2步成像技术。全息术的发展大约可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等4个阶段。全息术具有三维、不可撕毁、再现像的缩放、信息容量大等特点。全息术是一门正在蓬勃发展的光学分支，近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中，特别是在现代测试、生物工程、医学、艺术、商业、保安及现代存储技术等方面已显示出特殊的优势。随着全息技术的快速发展，全息技术的产品正越来越多地走向市场、应用于现代生活中。     

正赝复合全景像全息术

本文提出一种利用正、赝再现像,将物体的正、反两面信息复合在一起的全息术.在一张全息干板片上,可以同时看到物体的两面,增强立体效果和艺术感.文中介绍了原理、方法和结果.     

全息检测中的焦散线现象与干涉条纹的关系

在实时全息干涉计量实验中，当试件负荷甚大时，干涉条纹中会出现一些阴影区，它们在试件破裂过程中起重要作用。当负荷接近试件断裂强度时，可清晰看到并记录下阴影区的延伸、分叉、扩展直至试件破裂的过程。这些阴影区实际上就是几何光学中的焦散线现象。应用此现象可以计算应力强度因子。介绍了在寻找全息干涉条纹与应力强度因子之间关系所作的研究，导出了干涉条纹最大值与应力强度因子之间的定量关系式。从而，为使用全息法与焦散线法相结合的检测方法提供了定量计算的基础。     

彩色全息术的进展及未来发展

对不同时期和采用各种技术制作的彩色全息图以及所使用的记录材料进行了较全面的介绍。这些技术包括光全息术、计算全息术和数字全息术。并对彩色全息术的未来发展进行了展望。     

激光全息术中的光信息调制与解调分析

通过对激光干涉全息理论和调幅信号的调制与解调理论的类比分析,说明激光全息理论可以从信息的调制与解调的角度描述和理解,在此基础上,简要阐述了分波面干涉、分振幅干涉对空间等光程信息的调制和光通过狭缝后衍射图样对狭缝宽度信息的解调过程.     

近距离数字全息术记录和再现问题

讨论了记录距离小于菲涅耳衍射要求的近距离数字全息记录和再现问题。对全息记录与再现中高次相位的补偿问题进行了分析,证明了在CCD的参量和记录距离给定后,只要记录时使物体的大小、球面参考光波的位置和距离满足一定的条件,即使在记录距离小于菲涅耳衍射要求的最小距离情况下,也可将高次相位的影响补偿到足够小,使得近距离数字全息的数字再现仍可用快速傅里叶变换算法计算。推导出了满足高次相位补偿的条件和满足补偿条件时的数值再现计算公式。实验结果与理论分析的结论相吻合,并给出了一种修正实际记录的参考光和计算机模拟的理想参考光之间偏差的方法。     

利用压电移相器判别物体变形方向

本文提出了一种在实时全息干涉计量术中利用压电移相器判别物体形变方向的简单而可靠的方法,文中给出了它的原理和实验验证.     

数字化合成全息图自动记录系统研究

从合成全息术的编码原理出发,采用了液晶空间光调制器、步进电机控制的可移动狭缝和一维移动平台等设备以及计算机数字多媒体技术、软件编程技术设计出一套数字化合成全息自动记录系统。该系统能够改善传统全息图手工制作效率低、操作不准确产生误差等缺陷,提高了合成具有视差、动感、颜色以及不同景深等特殊效果全息图的自动化水平。实际应用该系统合成了含有40幅照片信息的全息图。     

E. 高速全息摄影和激光干涉测量的进展

本文对高速全息摄影和激光干涉测量术的最新发展作了详细评述。     

激光全息照相实验中相关问题的讨论

从全息照相基本原理、全息图的分辨率、衍射效率几方面讨论全息照相实验,培养学生对金曼照相的兴趣,有助于提高学生的实验能力。     

重铬酸盐明胶全息干板研制

本文详细论述重铬酸盐明胶全息干板的特性、光化感光机理、制作方法、注意事项和存在的问题等。给出多年实验摸索的经验总结。     

全息光伏打聚光器的设计

本文描述了一种采用全息反射元件的分段谱光伏打聚光器,系统的转换效率可高于26%。分析了聚光器的特性并给出了全息元件的设计参数和制作方法。     

激光全息实验计算机辅助系统的研究

本文介绍了针对激光全息照相实验的计算机辅助系统的研究,其中主要包括系统硬件的建立、用于离面位移显示和计算的处理软件编制。     

全息照相中单浴液的应用

本文给出一种能够将全息干板显影定影一次完成的单浴液配方,并将该单浴液用于全息照相的干板处理中。     

全息术对圆盘表面不均匀散热的检测

本文应用全息干涉法测量中的二次曝光法,对不均匀散热盘表面附近的空气折射率变化规律及温度空间分布规律进行了研究,给出了实验的基本原理、过程,及数据处理方法,实现了全息术对温度分布的定量测量.     

全息照相的研究与应用

全面理解全息照相“干涉记录,衍射再现”的原理,并对其量化,作出定量解释。     

电子全息法三维物场逐层分析

本文叙述了一种三维物场的定量再现、分析方法,其中采用了电子全息法,它包括:1)三维物场全息图的数字记录,2)全息图面上复振幅分布的数字再现,3)三维物场的逐层再现。由此可以获得整个三维物场的信息,这一方法以CCD摄象机作为记录介质,然后把由CCD采集的数字全息图输入计算机,利用频谱滤波法经过傅里叶变换、频谱分离、反傅里叶变换再现出全息图面上的复振幅。在此基础上借助频域衍射公式可再现出任何一层(平行于全息图面)上的图象。这样,我们用这一数字再现和逐层分析的方法便可研究三维物场的一些特性,如物体在其中的位置等。整个再现过程是由计算机软件实现,其中采用了二维快速傅里叶变换算法,再现过程可在几分钟内完成。本文同时还给出了这一数字再现方法的空间分辨率,并且通过计算机模拟展示了一个理想三维物场的再现过程及再现结果。最后指出了这一方法存在的问题及未来的应用前景。