(光信息处理）IO_Chapter06_02计算信息.pdf

Information Optics 6.2 计算全息的编码方法 6.2-1 CGH编码概述 编码在通信中的含义是把输入信息变换为信道上传递的信号。 对CGH ， 输入信息是待记录的光波场复振幅分布 输出信息是用光学方法再现的光波场复振幅分布 中间的传输介质（或载体）是CGH全息图 信息特征是全息图上的透过率分布 CGH编码，就是把二维或三维光场分布（复值函数）变换为 全息图的二维透过率分布。编码过程可用算符表示为： O(x,y):待记录的光波场复振幅分布 t (x, y )=C [O(x, y)] CGH i C: 相应的编码算符，i表示不同编码方法。 tCGH(x, y): 全息图透过率 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics tCGH(x, y )一般是实值非负函数，受成图、显示技术和设备限制。 成图技术：打印（绘图）缩微，光刻，电子束直写， 离子束直写，激光束直写等。 显示技术：空间光调制器。 根据O(x,y)所代表光场分布不同, 可以分为不同类型的计算全息 图：计算傅立叶变换全息图，计算像面全息图，计算菲涅耳全 息图，等。 计算全息编码方法是计算全息研究的重点之一，已提出多种方 法。 根据编码方法的不同, 可以分为不同类型的计算全息图：罗曼迂 回相位型全息图，计算全息干涉型全息图，相息图，等。 仅介绍两类典型的编码方法：罗曼型迂回相位编码和修正离轴 参考光编码。都是将复值函数转换（变换）成实值非负函数的 编码方法。 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics 6.2-2 迂回相位型编码方法 将光场复振幅分布的振幅和相位分别进行编码，将一个复函数 表示为两个实值非负函数。 用空间脉冲宽度（面积）调制和空间脉冲位置调制，分别编码 光场分布的振幅和相位。 受不规则光栅的衍射效应——迂回相位效应的启发，是通讯理 论中的PWM和PPM在空间信号处理中的应用。 迂回相位效应 规则光栅衍射：由物理光学可知，当用一个规则固定周期的 光栅来调制一列平面波时，光栅后的各衍射级次的光波都是平 面波，只是传播方向不同（空间频率不同）；在每一级衍射方 向上，垂直于该方向的平面上具有相同的相位，即等相位面是 垂直于衍射方向的平面。 Institute of Information Optics, ISE, SDU Information Optics ∆ m θ θ d 0 m m ∆ m ∆ d (sinθ =+sinθ ) mλ m 0 m 不规则光栅的衍射：各级衍射光波不再是平面光波