光学全息波前录与再现.pptVIP

第4章 光学全息 4.1概述 4.2 波前记录与再现 * Laser BM M M H 似谩剑应肤蔼璃阴搜尼逮敖冉含虑噎吸彦丝胸所糙孕祥郊请帽枢勘浚祥情光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 4.1引言 与普通照相不同，全息照相有两个突出特点：一是三维立体性，二是可分割性。 所谓三维立体性，是指全息照片再现出来的像是三维立体的，具有如同观看真实物体一样的立体感。 所谓可分割性，是指全息照片的碎片照样能反应出整个物体的像来，并不会因为照片的破损而失去照片的完整性。 全息照相之所以具有上述特点，是因为全息照相与普通照相的方法截然不同。普通照相在胶片上记录的是物光的振幅信息（仅体现于光强分布），而全息照相在记录振幅信息的同时，还记录了物光的相位信息。“全息”（holography）也因此而得名 绑酵弓嘎迢氨涨开耐伟楔勺及叫贞絮交牵督诺扯匙断忘辖媒笆柱硅锭镶流光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 倡堰心盏赵藏爪漓聊蛙谎遇睫掀堤僚习氓失肚净咎韭詹矫善朱韶给蒋怯程光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 全息术最初由英国科学家丹尼斯·盖伯(Dennis Gabor)于1948年提出来的，他的目的是想利用全息术提高电子显微镜的分辨率，在布拉格(Bragg)和策尼克(Zernike)的研究上，盖伯找到了一种避免相位信息损失的技巧； 但是由于这种技术要求高度相干性及高强度的光源而一度发展缓慢。整个20世纪50年代，一些科学家大大扩展了盖伯的理论并加深了对这一技术的理解。直到1960年第一台激光器问世，解决了相干光源问题，继而在1962年美国科学家利思(Leith)和乌帕特尼克斯(Upatnieks)提出了离轴全息图以后，全息技术的研究才得以突飞猛进，并越来越为人们所重视。 纵观历史，全息术的发展可分为四个阶段： 脆巷悄德缚骸凳披藤查啸馈聂焰汀蓄个踞偏赛富份跑灵棵痢镁搔弘坚牌傻光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 全息术发展的四个阶段： 第一阶段是萌芽时期,用汞灯作光源,制摄取同轴全息图，称为第一代全息图； 第二阶段是激光记录、激光再现的离轴全息图，称为第二代全息； 第三阶段是激光记录、白光再现的全息图，包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全息等,使光全息术在显示领域充分展现其优越性。 第四阶段是用白光记录、白光再现的全息图，称为第四代全息图。 氖蟹绸抠专庞谊卖力韭旗紧杭灵霄另墅穿汛艘诛捌为吠饺刮埠射出蛛累楔光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 4.2全息术原理：波前记录与再现 当人眼接收到不失真的物光的全部信息时，两眼产生视觉的效果，便看到了三维立体像。眼睛只要接收到物光，便产生看见物体的视觉，而该物体是否真实存在，眼睛并不能觉察。如果物体本身并不存在，则眼睛看到的就是“像” 许多光学系统成像虽具有三维立体性，却是实时“器件”，不能称之为“照片”。只有那些没有实物存在时仍能显示出与实物一样的三维立体像的东西，才能称为“立体照片”。 “立体照片”能将实物发出的物光波的全部信息“冻结”其上，需要时，又能在特定的光照条件下将物光“复活”，使其继续向前传播，再现出像来。在全息中这种“照片”就称为“全息图”（hologram）。把冻结物光的过程称为“波全记录”，而把“复活”信息称为“波全再现”。 叔吁誓捕绢垮嚣弹锄聊戍文记左辊戳摈停附喧劲炊喻辕享送飞冷中歉凯资光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 1、干涉场分布与波面相位的一一对应关系 4.2全息术原理：波前记录与再现 盖伯避免相位信息丢失的技巧是干涉方法。当两束光相干时，其干涉场分布（包括干涉条纹的形状、疏密及明暗分布）与这两束光的波面特性（振幅及相位）密切相关。 例如，两束平面波相干，干涉场的强度面是明暗相同的平面族；两束球面波相干，干涉场为一组旋转双曲面；平面波和同轴的球面波相干，干涉场是旋转的抛物面。平面波与复杂波面相干，得到复杂的干涉场分布；等等。但无论是简单的还是复杂的分布，一种分布只对应着唯一的相干方式，若两束光的波面形状有微小有变化，或者两者的相对位置有微小改变，都会引起干涉场分布的变化。因而干涉场的分布与波面相位可以说是一一对应的。由此可以推知，利用干涉场的条纹可以“冻结”住相位信息。 胎梭藩针迪稗杏钠灭等份顿模层讨嵌稗娘袱粥姻结黎尤安斡自酣萤颈倍沧光学全息波前录与再现光学全息波前录与再现 2、干涉法记录波前 基于前面的分析，利用感觉材料来记录干涉场的条纹，可以得到“冻结”物光相位信息的目的。具体方法