第五章 光学全息2.ppt

5.11.2 反射全息图 物光和参考光从介质的两侧相向射入， 介质内干涉面几乎与介质表面平行 干涉面垂直于光波传播方向，相邻两 平面的间距为l/2，显影后与干涉条纹 对应的是一系列彼此平行相距l ／2的 银层平面，这些银层平面对波长为l的 光具有很强的反射能力，对波长具有 很高的选择性。 可以用白光照明再现出单色像在实际显影和定影过程中，乳胶会发生收缩，银层平面间距离要减小，因而再现像的色彩会向短波方向移动，“蓝移” 体全息图对于角度和波长具有高度敏感性，造成了它特 殊的应用前景： 1、 体全息图可以用白光再现，因为在多种波长构成的复合 光中，仅有一种波长即与记录光波相同波长的光才能达到 衍射极大而其余波长都不能出现足够亮度的衍射像，避免 了色串扰的出现； 2、 体全息图可用于大容量高效率全息存储，因为当照明光 角度稍有偏离时，便不能得到衍射像，可以以很小的角度 间隔存储多重三维图像而不发生像串扰。 平面全息图的复振幅透过率一般为 t ( x, y) = t0 ( x, y) exp { jj ( x, y)} 振幅全息图的复振幅透过率 t ( x, y) = t0 ( x, y) exp( jj0 ) 相位全息图的复振幅透过率 t ( x, y) = t0 exp { jj ( x, y)} 5.12 平面全息图的衍射效率 用超微粒银盐干板拍摄全息图经显影处理后就得到振幅全息图 折射率型: 表面浮雕型 :记录物质的厚度改变，折射 物质厚度不变，折射率改变 相位全息图 率不变 1 衍射效率定义 衍射成像光波的光通量与再现时照明光的总光通 量之比。衍射效率越高、表示成像光波的光能量 越大，全息再现像则越明亮。 h= 衍射成像光通量 再现照明光总光通量 5.12.1 振幅全息图的衍射效率 1、正弦型振幅全息图，其振幅透过率一般可表示为 全息图上条纹的空间频率 调制幅度 平均透射系数 与记录时参考光和物光光束之比以及记录介质的调制传递函数 有关。 在理想的最佳条件下, t0=1/2, t1=1/2 假定用振幅为C0的平面波垂直照明全息图，则透射光场为 最佳衍射效率为 全息图上照明光的照明面积 对于与再现像有关的正负一级衍射光，它们的强度为 2、非正弦型振幅全息图，透过率t(x,y)变化作为x的矩形函数，透与不透各占一半，周期为x0，空间频率为其倒数，其振幅透过率一般可表示为 t0=1/2, t1=2/p 理想的最佳条件是矩形函数 矩形函数的零级和±1级为 用振幅为C0的平面波垂直照明全息图，则透射光场为 最佳衍射效率为 * 全息照相的基本原理 * 由此可见，矩形函数全息图一级像的衍射效率比正弦型全息图的高，但矩形函数具有较高级次的衍射波 相位光栅的空间频率 正弦型相位全息图，其透过率为 用振幅为C0的平面波垂直照明全息图，则透射光场为 5.12.2 相位全息图的衍射效率 第n级的衍射效率为 矩形位相全息图 无论是振幅全息图还是相位全息图，矩形（或非正弦）函数形式的都比正弦型的衍射效率高 popstar * qq * 5.6.2 准傅里叶变换全息图 全息图（记录介质）平面上的物光分布为 物体紧靠透镜，参考点源与物在同一平面，透镜后焦面放记录介质 * 全息照相的基本原理 * 特点： ①物体紧挨透镜，可以充分利用透镜的孔径。 ②参考光与物同在一平面上。 ③物的频谱在透镜的后焦面f上。 * 全息照相的基本原理 * 思考： 物透镜的后焦面的分布是物的频谱，为什么不使用 表示物的频谱分布，而使用 ？ 由x, y和ξ, η之间的关系得到的，只是两种不同参考系的表示而已。用x，y表示的目的是：若再现时照明光源为汇聚球面波时，可以抵消掉二次相位因子，得到物的准确傅里叶变换。 * 全息照相的基本原理 * 全息图平面上的参考光场分布为 在线性记录条件下，全息图的复振幅透过率为 尽管到达全息图平面的物光场不是物体准确的傅里叶变换，但 由于参考光波的相位补偿，仍然能得到物体的傅里叶变换全息 图，故称为准傅里叶变换全息图． 重现方式与傅里叶变换全息图完全一样． * 全息照相的基本原理 * 可见：物光与参考光的二次位相因子作用正好相消， 仍可得到准确的傅里叶变换。 推论： ①??只要物平面和参考光源在同一平面上，则再现时无论照 明光波是平面波还是球面波，结果一样。 5.6.3 无透镜傅里叶变换全息图 参考光是从和物体共面的一个点发出的球面波，这种光路来记录全息图叫无透镜的傅里叶变换全息图 特点：记录时不使用透镜，再现时使用透镜 * 全息照相的基本原理 * 考虑成像系统对单个