激光在全息技术中的应用VIP免费

4.9激光在全息技术中的应用激光全息三维显示目前投入应用的激光显示主要有：激光全息三维显示激光视频投影显示激光光束图文扫描显示立体感强、可分性、可重叠、易于复制全息术的发展：•1947年D.伽柏从事提高电子显微镜分辨本领的工作。提出了全息术的设想以提高电子显微镜的分辨本领。1948年他利用水银灯首次获得了全息图及其再现象，从而创立了全息术，为他在1971年获得了诺贝尔物理学奖。•50年代G.L.罗杰斯等人的工作大大扩充了波阵面再现理论。但是由于"孪生像"问题和光源相干性的限制，1955年以后全息术进入低潮阶段。•1960年激光的出现，为全息术的发展开辟了广阔的前景，科学家用氦氖激光器成功地拍摄了第一张实用的激光全息图。这样就使得全息术在1963年以后成为光学领域中最活跃的分支之一。4.9.1激光全息术的基本原理和分类4.9.2光学全息图4.9.3计算全息图4.9.4数字全息图4.9.5激光全息三维显示的优点4.9.6激光全息三维显示的应用*4.9.7激光全息三维显示技术的展望主要内容全息记录一、全息记录——基本光路（x,y）全息干板R（x,y）H物光参考光照明光O（x,y）4.9.1激光全息术的基本原理和分类（1）全息术不仅记录物体的散射光强，还记录了散射光的相位，能再现原物的立体图像。图9-14全息照相的拍摄和再现原理示意图O(x,y)=O0(x,y)exp[jφo(x,y)]R(x,y)=R0(x,y)exp[jφR(x,y)]O0：物光波的振幅φo：物光波的相位R0：参考光波的振幅φR：参考光波的相位干涉场光振幅:两者相干叠加H上的总光场：U(x,y)=O(x,y)+R(x,y)全息记录的数学描述相干叠加相干叠加设：——干板曝光——曝光光强：I(x,y)=U(x,y)·U*(x,y)=∣O∣2+∣R∣2+O·R*+O*·R——线性处理干板——底片的透过率函数正比于曝光光强：tH(x,y)∝I(x,y)略去比例常数得到：tH(x,y)=∣O∣2+∣R∣2+O·R*+O*·R全息再现二、全息再现(波前重建）Reconstructionofthewavefront1、全息再现光路：HO’(x，y)（x，y）C(x，y)再现照明光虚像再现是衍射的结果0级－1级＋1级？？？H后的光振幅：U’(x,y)=C(x,y)·tH(x,y)————全息学基本方程设：C(x,y)=Co(x,y)exp[jφC(x,y)]照明光波的振幅照明光波的相位+CoOoRoexp[-j(φO-φR-φC)]+CoOoRoexp[j(φO-φR+φC)]+CoRo2exp[jφC(x,y)]=CoOo2exp[jφC(x,y)][∣O∣2+∣R∣2+O·R*+O*·R]=Co(x,y)exp[jφC(x,y)]∙2、数学表述——全息学基本方程底片H的透过率函数CoOo2exp[jφC(x,y)]相位分布：与照明光完全相同传播方向：与C(x,y)完全相同------0级衍射项第一、二项第一、二项CoRo2exp[jφC(x,y)]CoOoRoexp[j(φO-φR+φC)]包含有物的相位信息，--------+1级衍射项第三项第三项最有希望重现物光波。CoOoRoexp[-j(φO-φR-φC)]包含有物的共轭相位信息--------1级衍射项第四项第四项有可能形成共轭像1.像面全息图像面全息图需要利用透镜，记录的是物体的几何像。图9-16像面全息图的记录与重现特点：对再现光的单色性要求不高4.9.2光学全息图2.白光反射全息图普通反射全息图是用实物直接制作的。即底片直接放在被摄物体之前而制成的，把一束扩束后的激光直接入射到底片上，经曝光、显影处理后就形成了这种能用白光再现出三维图像的反射全息图。该全息图可以白光再现，这是因为反射全息图的体光栅具有选色性，只有某种颜色的光波能反射回来形成像，其它颜色的光波透射过去，不会由于各种颜色的混迭产生色模糊。白光反射全息原理图9-15白光反射全息示意图反射光作为物光参考光单色再现像彩虹全息的发明思路普通全息图为什么不能用白光再现？是由于不同波长的再现像错位重叠，发生色模糊和像模糊所致。能否设法把再现光波压缩在空间很窄的一个条形区域里，不同的波长占据空间不同的区域。当用白光照明时眼睛处在空间某一个位置，只能看到一种波长的再现像。移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。3、彩虹全息图彩虹全息的概念彩虹全息是利用记录时在光路的适当位置加狭缝，再现时同时再现狭缝像，观察再现像时将受到狭缝再现像的限制。当用白光照明再现时，对不同颜色的光，狭缝和物体的再现像位置都不同，在不同位置将看到...