第五章光全息術(shù)ch-展示頁(yè)
2024-10-15 16:05本頁(yè)面
【正文】 位相信息 全息術(shù)的發(fā)展歷史 ? 丹尼斯 蓋伯（ Dennis Gabor）于 1948年提出，由于這種技術(shù)要求高度相干性及高強(qiáng)度的光源而一度發(fā)展緩慢 —— 萌芽時(shí)期，是用汞燈作光源，攝制同軸全息圖，是第一代全息圖 ? 1960年第一臺(tái)激光器問(wèn)世，解決了相干光源問(wèn)題， 1962年美國(guó)科學(xué)家利思（ Leith）和烏帕特尼克斯（ Upatnieks）提出了離軸全息圖以后，全息技術(shù)的研究才獲得突飛猛進(jìn)的發(fā)展 —— ，激光記錄、激光再現(xiàn)的離軸全息圖，稱為第二代全息 ? 第三階段是激光記錄、白光再現(xiàn)的全息圖，稱為第三代全息，主要包括白光反射全息、像全息、彩虹全息、真彩色全息及合成全息等 ? 用白光記錄、白光再現(xiàn)的全息圖，稱為第四代全息 波前記錄與再現(xiàn) ? 人眼接收到不失真的物光波的全部信息 ， 兩眼產(chǎn)生視差的結(jié)果 ， 便看到了三維立體像 ? 利用兩眼視差觀察不同像合成，并不是真正的立體像；接收到具有位相關(guān)系的物光波，看見(jiàn)物體的立體像，才是 “ 全息 ” 立體像 ? “ 凍結(jié) ” 物光波的過(guò)程稱為 “ 波前記錄 ” ， “ 復(fù)活 ” 信息稱為 “ 波前再現(xiàn) ” 即 “ wavefront reconstraction” ? 蓋伯避免位相信息丟失的技巧是干涉方法 ,因?yàn)楦缮鎴?chǎng)分布與波面位相有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系 ? 物光波的振幅和位相信息便以干涉條紋的形狀、疏密和強(qiáng)度的形式“ 凍結(jié) ” 在感光的全息干板上 波前記錄和波前再現(xiàn)示意圖 波前記錄的 數(shù)學(xué)模型 在全息干板 H上設(shè)置 x , y坐標(biāo) ， 設(shè)物波和參考波的復(fù)振幅分別為 O ( x , y ) = O 0 ( x , y ) exp [ jφo ( x , y ) ] R ( x , y ) = R 0 ( x , y ) exp [ jφ r ( x , y ) ] 干涉場(chǎng)光振幅應(yīng)是兩者的相干疊加 ， H 上的總光場(chǎng)為干涉場(chǎng)光振幅應(yīng)是兩者的相干疊加 ， H 上的總光場(chǎng)為 U ( x , y ) = O ( x , y ) + R ( x , y ) 干板記錄的是干涉場(chǎng)的光強(qiáng)分布 ， 曝光光強(qiáng)為 I ( x , y ) = U ( x , y )R* + O*R* + O* 第三項(xiàng)：包含有物的位相信息，但還含有附加位相。 ? ? ? ? ? ?? ?? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ? ? ?? ?crcrcccjROCjROCyxjRCyxjOCROROROyxjyxCyxU?????????????????????????00000000200200**220e x pe x p,e x p,e x p,e x p,波前再現(xiàn)的幾個(gè)特例 (1) （ 1） C ( x , y ) = R ( x , y )，即原參考光再現(xiàn) ? U’( x , y ) = R 0（ O 0 2 + R 0 2） exp [ jφr ] + R 0 2 O 0 exp [ j φo]+ R 0 2 O 0 exp [ j (φ o 2φ r )] 第一、二項(xiàng)合并為一項(xiàng)，保留了參考光的信息 第三項(xiàng)與原物光波只增加了一個(gè)常數(shù)因子，再現(xiàn)了物光波，所成的像稱為原始像（虛象） 第四項(xiàng)為共軛項(xiàng)，它除了 與物波共軛外，還附加了 一個(gè)位相因子，因而這一 項(xiàng)成為畸變了的共軛像， 是實(shí)像 波前再現(xiàn)的幾個(gè)特例 (2) （ 2） C ( x , y ) = R* ( x , y ) 采用與參考光共軛的光波再現(xiàn) U’( x , y ) = R 0（ O 0 2 + R 0 2） exp [ jφr ] + R 0 2 O 0 e
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