光全息透镜及全息成像的综合应用研究-凝聚态物理专业论文.docxVIP

东北大学硕士学位论文 东北大学硕士学位论文 摘要 光全息透镜及全息成像的综合应用研究 摘 要 本文从全息透镜的实际制作、应用入手，对全息术在教学科研等领域的进一 步推广应用做一系列尝试。具体包括研究、制作全息透镜，并对其在实际应用中 的限制参数进行总结评价：研究、制作二、三维一步彩虹全息图，并在一步彩虹 全息图制作过程应用全息透镜，获得较佳的参数：采用全息透镜作为傅立叶变换 透镜，利用色彩编码技术和彩虹全息术，更好地实现二维真彩色全息的记录等。 由于现阶段全息透镜在教学科研等方面的应用还并不普遍，而全息透镜有着极高 的性价比，在某些方面应用领域完全可以取代昂贵的传统光学器件，因此在相关 理论已经基本成熟的条件下，对其在具体应用方面的尝试与研究，是很有意义的。 本文通过对全息透镜的制作、讨论以及在彩虹全息、真彩色全息等实际应用中的 作用的研究，对其在更大范围的进一步应用具有现实的意义。 本文的主要研究成果如下： 1．经过理论分析及实验研究，对全息透镜的成像特性、物象关系等理论上已基 本解决的问题进行了成功的验证；同时，通过大量的实验后认为，物体沿物 光轴改变物距从f以内到2f以远，衍射效率及像差均无明显变化，有较清晰 的成像；物体偏离物光轴10度以上时，衍射效率迅速下降，以致无法观察成 像，而在偏离物光轴10度以内时，像差不明显。由此可见，对于全息透镜成 像，衍射效率是应用上的主要限制，而在其允许的条件下，像差的影响不是 很大，对于单色光成像，完全可以代替昂贵的传统光学透镜，获得令人满意 的成像效果。 2．通过实验研究，对光路中各参数经过理论分析及多次实验进行选择，获得了 效果较好的一步彩虹全息图。为二维真彩色全息等一步彩虹全息的相关应用 提供了保证。在实验应用中，由于是单色光系统，可以考虑引入全息透镜作 为成像透镜，这样在降低成本的同时，增大了相对孔径，更加便于光路的安 排，对于实验条件的要求相应大大降低。 一II— 东北大学硕士学位论文 东北大学硕士学位论文 摘要 3．提出了一种以色彩编码技术同彩虹全息术相结合的新方法来实现二维彩色像 的真彩色彩虹全息记录，通过分析计算，给出了全部理论参数。该方法的优 点是考虑到再现时物象的色位移，从而在制作编码片的过程中做适当调整， 从而使全息像在获得较好立体感的同时，提高了再现色彩的真实性；在彩虹 全息记录过程中采用多狭缝曝光记录，易于操作，减少了干扰：考虑到所用 光源为单色光，故应用全息透镜作为傅立叶变换透镜，这样可以获得较大的 相对孔径，减小对视场的限制，同时可以大大降低成本，是实验研究中的极 佳的选择。 关键词：全息，全息透镜，像差，衍射效率，彩虹全息，编码，傅立叶变换，真 彩色全息。 东北大学硕士学位论文 东北大学硕士学位论文 ABSTRACT Synthesis Applications Of Holography Lens And Holography image Abstract The holography technical appliance is already than for extensive，but the foreground of its development still is vast．This paper is from the making and appliance of the holography lens commencing，and try further expanding and applying holography in fields of teaching and research．It include the research and making of the holography lens，and concludes and evaluates its actual restriction parameters in the appliance；research and make two dimensions and three dimensions one—step rainbow holography，acquire proper parameters，and apply the holography lens in the one-step rainbow holography；making use of the holography lens as the Fourier Transform lens，combme the encode techniq