用振幅-相位型全息透镜实现光学变换的一般理论

本文将文献[1]和[2]中所讨论的纯相位型的全息透镜系统实现光学变换的理论推广到更普遍情形,提出了用振幅-相位型全息透镜组所构成的光学系统实现给定线性变换的一般理论,推导出诸全息透镜的振幅和相位分布所满足的方程组,应用计算机迭代求解法,不难得到它们的解。     

利用双全息透镜实现光学普遍变换

在一般情形下(傍轴近似或非傍轴情形)和离散取样情形下,应用逐次反馈迭代算法,导出实现任意给定变换的双全息透镜的振幅-相位分布所满足的方程组.以四维自然序的Walsh变换为例子,给出了双全息透镜的振幅-相位分布和相应的逼近“距离”值,结果令人满意,表明本方案是切实可行的。 关键词：     

实现光学变换的单个全息透镜的有效设计

本文在一般情形(旁轴和非旁轴情形)下,讨论利用单个全息透镜所组成的光学系统实现任意给定的线性变换时全息透镜的有效设计,研究了确定全息透镜的振幅-相位分布的方程组在各种参数下的解,并讨论了该解对参数变化时的稳定性,在非旁轴情形下,同样存在着可资利用的解。以三种不同序的四维和八维的Walsh变换为例,具体地研究了各种参数,例如全息透镜与输入平面以及输出平面之间的距离、全息透镜的取样点数目等,对该系统所实现的变换与给定的变换之间逼近程度的影响,从而为设计切实可行的系统提供了有益的启示和多种选择参数的方式。 关键词：     

计算机制相位彩虹全息近眼显示

基于现有的相位空间光调制器,提出并实现了计算机制相位彩虹全息近眼显示.指出带限条件下物光在全息面上相位分布的计算及高频闪耀光栅纵向色散的控制是实现相位彩虹全息的关键要素.在计算相位彩虹全息图时,首先利用带限条件下的角谱衍射算法获取全息面上物光的复振幅分布,并利用双向误差扩散算法将复振幅分布编码为相位分布.然后,对参考光对应的高频闪耀光栅的相位进行编码,得到计算机制相位彩虹全息图.最后,设计了包含白色点光源、准直透镜、空间光调制器、4f滤波系统及目镜的全息彩色近眼显示系统,并通过光学再现获得了相位彩虹全息近眼显示效果,证明了所提方法的有效性.     

光学变换中的离散取样方法

本文研究了光学变换中的离散取样问题。基于幺正变换的考虑,求得了光学变换中离散取样方法所依据的条件。导出了包含取样单元透光孔作用的光传播矩阵。最后,以自然序Walsh变换为例,具体计算了变换所需全息透镜的振幅与相位分布及相应的误差。 关键词：     

二维光学沃尔什—哈特曼变换

从光学变换的基本方程出发,分析了变换所需的空间横向调制型全息透镜的相位误差,提出用计算机产生全息图和光学全息相结合的方法产生高精度的二维变换全息透镜.在实验上实现了二维32序的光学沃尔什-哈特曼变换,实验结果与理论计算一致.     

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     

用光学方法实现幺正变换及一般线性变换——(Ⅰ)可能性的分析

本文讨论了应用光学的基本问题之一:用全息透镜所构成的光学系统来实现给定的变换过程。文中证明,对于任意所要求的线性幺正变换,一定可以用足够多全息透镜构成的光学系统来充分精确地实现它。进而还指出了用光学系统实现一般非幺正变换的可能性。     

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.     

基于全息技术的光学加密系统实值编码

提出一种基于全息技术用于光学图像加密的实值编码方法.待编码的数字图像与一个大小相同、灰度值为零的图像组成一幅新的图像,然后与一个随机相位掩膜一起通过光学透镜作傅里叶变换,取变换结果的实部作为编码输出图像.利用全息记录的方法解码,即编码输出图像和随机相位掩膜的傅里叶变换相加通过光学透镜作傅里叶反变换,记录反变换的光强分布,再通过非线性变换或灰度变换的方法可以恢复原图像.     

光横向传播的光折变体全息透镜设计及其衍射性质

提出了一种新型的可用于光束横向传播的光折变体全息透镜。该透镜是由入射方向相互垂直的一束平面波和一束球面波在双掺杂的铌酸锂晶体平板上记录形成的，它可以将垂直入射晶体平板的输入光束产生横向传输并聚焦，或对输入光点产生横传并准直输出。该透镜除了具有一般体全息透镜的稳定性好、可靠性高的特点外，特别具有光束横向传播的功能，因而具有空占比小、更易于整个光学透镜系统的微小化集成的优点。利用局域体全息的耦合波理论，计算了该透镜衍射光的振幅分布和衍射效率。计算了该透镜的焦面上的强度分布，并与理想球面波照射矩形孔径时焦面上的强度分布进行了比较。     

Minute displacement and strain analysis using lensless Fourier transformed holographic interferometry

An optical system for lensless Fourier transformed holographic interferometry is constructed to enable the measurement of minute displacements from nanometers to micrometers scale and to obtain corresponding strain distributions using a CCD camera with poor spatial resolution. Since a Fourier spectrum of an object beam is recorded on a hologram in this technique, the image reconstruction is easily performed with a single pass of 2-D fast Fourier transformation. Then, the map of the phase difference over the whole field is obtained by comparing two images before and after deformation. A suitable and effective unwrapping process is, however, inevitably required since the phase difference distribution is wrapped from −π to π in this technique. For phase unwrapping, the maximum spanning tree method is adopted here, which seeks a spanning tree that maximizes overall edge weights given by the cross amplitude. In-plane and out-of-plane displacements are obtained separately from the phase difference distributions at one's request. Moreover, in-plain strain is easily calculated from the in-plane displacement distribution.     

高衍射效率闪耀全息透镜

提出一种制作位相全息透镜－闪耀全息透镜新设计，利用它可使位相全息透镜的位相分布类似位相菲涅耳透镜，其衍射效率理论值可达９５％以上，但其制作过程要比位相菲涅耳透镜容易，文中给出了原理分析和实验验证，初步结果是令人满意的。     

PS~(-1) Optical Interconnection of 2N×2N Using N×N Holographic Lens Array

ＰＳ（ＰｅｒｆｅｃｔＳｈｕｆｆｌｅ）ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｃａｎｃｏｍｐｏｓｅｄｖａｒｉｏｕｓｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｎｅｔｗｏｒｋｓ,ｆｏｒｅｘａｍｐｌｅΩｎｅｔｗｏｒｋ．Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｉｔｓｃｏｎｖｅｒ...     

PS-1 Optical Interconnection of 2N×2N Using N×N Holographic Lens Array

A method of N×N sub-array crisscross insertion has been put forward. N×N holographic lens array is used for realizing PS-1 optical interconnection of the 2N×2N element array. The condition for the sub-array interlacing was analyzed. The formula of the PS-1 imaging magnifying power and the imaging distance have been given for both parallel light illumination and divergent light illumination. The results indicated that the formula of the PS-1 imaging magnifying power and imaging distance realized by N×N sub-array crisscross insertion are identical with the results of the PS realized by 2×2 holographic lens array. The experiments prove correctness of the formula.     

Three-dimensional time resolved measurements from holographic records

Some work with scatter plate holographic systems is reviewed, proceeding from single exposure recordings of transilluminated amplitude distributions to time resolved recordings of three-dimensional phase distributions. The display of sequences of holographic records of an event developing in time may be facilitated by transforming the original holographic records into a single multiplex hologram. An effective form of this techniquw is described, it results in a single reflecting phase element located at a plane near the reconstructed images. Reconstructions belonging to separate instants of time are recovered by selection in the pupil plane.     

Study on FPS Optical Interconnection Realized by 2×2 Holographic lens Array

１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅＦｏｌｄＰｅｒｆｅｃｔＳｈｕｆｌｅ（ＦＰＳ）ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｉｓｔｈｅ１ＤＰｅｒｆｅｃｔＳｈｕｆｌｅ（ＰＳ）ｏｐｔｉｃａｌｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆ２...     

波长扫描干涉仪信号处理技术

Use 2×2 holographic lens array for realizing FPS optical interconnection. The derivation of all cases with parallel light incidence and the divergent light incidence indicated: the focus positions of the first and the third quadrants of the holographic lens array were related to the lens aperture and the number of input elements. The formulas of the imaging distance and system magnification of all the cases are in keeping with what the PS interconnection under the same condition.     

A new phase plate for noise-free coherent imaging systems

A new phase plate has been developed for noise-free coherent imaging system. The phase plate consists of a bleached holographic lens whose frequency is modulated in such a way that the information from each point of the object is distributed in a small three dimensional space at the Fourier plane. This introduces redundancy in the hologram and helps in smoothing out the amplitude variations in the Fourier plane. Experimental results are presented which show the capabilities of the phase plate.