光信息科學(xué)與技術(shù)公開課一等獎(jiǎng)省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎(jiǎng)?wù)n件

光信息處理與光學(xué)全息技術(shù)

--------緒論光信息處理與光學(xué)全息技術(shù)—緒論關(guān)于信息概述關(guān)于信息科學(xué)概述關(guān)于信息技術(shù)概述關(guān)于光信息科學(xué)與光信息技術(shù)概述關(guān)于光全息技術(shù)概述關(guān)于信息概述人類賴以生存三大要素(1)物質(zhì):物質(zhì)是第一性,世界是有物質(zhì)組成

,沒有物質(zhì)就沒有世界(2)能量:能量是一切物質(zhì)動(dòng)力,沒有能量,物質(zhì)就是靜止.(3)信息:信息是客觀事物與主觀認(rèn)識(shí)相結(jié)合產(chǎn)物,沒有信息,物質(zhì)和能量就無從知曉.關(guān)于信息概述信息概念信息從世界開始存在之日起它就存在著,不過,直到20世紀(jì)前后,在科學(xué)技術(shù)尤其是在通信等信息技術(shù)發(fā)展推進(jìn)下，人們才開始意識(shí)到它存在,探求其特征,建立它理論.關(guān)于信息概述信息概念關(guān)于信息定義,至今沒有統(tǒng)一說法,依據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上公開關(guān)于信息概念和定義約有39種之多.

比較易于為人所接收信息定義:

信息是客觀存在一切事物經(jīng)過物質(zhì)載體所發(fā)出消息、情報(bào)、指令、數(shù)據(jù)和信號(hào)中所包含一切可傳遞和交換內(nèi)容.關(guān)于信息概述信息分類

(1)宇宙信息:指宇宙空間,恒星不停發(fā)出各種電磁波信息,而行星經(jīng)過光波反射出信息,就形成直接傳輸信息和反射傳輸信息.

(2)地球自然信息:地球上客觀存在各種信息以及生物運(yùn)動(dòng)各種信息.(3)人類社會(huì)信息:人類經(jīng)過手勢(shì)、語(yǔ)言、文字、圖表、圖形和圖象等所表示關(guān)于客觀世界間接信息.、關(guān)于信息概述信息基本特征

(1)可量度:普通來說,任何信息都能夠采取基本二進(jìn)制來量度,并以此進(jìn)行編碼。(2)可識(shí)別:對(duì)于自然信息能夠采取直接識(shí)別,比較世界或間接識(shí)別方法.對(duì)于社會(huì)信息,普通采取綜合識(shí)別方法.(3)可轉(zhuǎn)換:任何信息都能夠轉(zhuǎn)換成為由電磁波為載體電報(bào),電話,電視或者計(jì)算機(jī)代碼.關(guān)于信息概述信息基本特征

(4)可存放:信息能夠經(jīng)過物質(zhì)或能量狀態(tài)某種改變來進(jìn)行存放.大腦是一個(gè)天然存放器,它能夠利用100億到150億個(gè)神經(jīng)元,可存放100萬億至1000萬億比特信息.(5)可處理:人腦就是一個(gè)最正確信息處理器.計(jì)算機(jī)信息處理只不過是人腦信息處理功效一個(gè)外化而已.、關(guān)于信息概述信息基本特征

(6)可傳遞:信息傳遞是與物質(zhì)和能量傳遞同時(shí)進(jìn)行,離開了物質(zhì)和能量載體,信息傳遞是不能夠?qū)崿F(xiàn)。

(7)可再生性:信息經(jīng)過處理之后,能夠其它形式再生.比如,輸入計(jì)算機(jī)各種數(shù)據(jù)文字信息能夠用顯示、打印、繪圖等方式再生成信息.關(guān)于信息概述信息基本特征

(8)可壓縮:信息可按照一黨規(guī)則或者方法進(jìn)行壓縮,以用最少信息量來描述一事物,壓縮信息處理后可還原。

(9)可利用:任何信息都含有一定實(shí)效性.(10)可共享:與物質(zhì)和能量不一樣,信息含有不守恒性,即含有擴(kuò)展性.、關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)概論部分(1)信息科學(xué)是一門綜合學(xué)科,它是20世紀(jì)70年代后期,伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用而逐步形成.(2)信息科學(xué)是由信息論、控制論、系統(tǒng)論和計(jì)算機(jī)科學(xué)四位一體相結(jié)合嶄新學(xué)科.關(guān)于信息科學(xué)概述信息論(A)信息論是信息科學(xué)理論基礎(chǔ),它是研究信息本質(zhì)、度量、傳遞、交換和處理科學(xué).(B)信息論著眼于對(duì)信息認(rèn)識(shí),而信息科學(xué)則著重于研究人類、生物和機(jī)器怎樣獲取、存放、處理、傳遞和控制信息普通規(guī)律.關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)了解(1)信息科學(xué)研究對(duì)象是信息

(A)探討信息性質(zhì)、產(chǎn)生、起源,研究信息量度、編碼交換和譯碼;(B)碩士物、人類和計(jì)算機(jī)怎樣實(shí)現(xiàn)信息采集、處理、傳遞等實(shí)現(xiàn)方法.(C)尋求實(shí)現(xiàn)信息效用最正確路徑.關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)了解(2)信息科學(xué)拓展

(A)除了信息論、控制論、和系統(tǒng)論作為其理論基礎(chǔ)外,還不停產(chǎn)生新理論,如含糊集合理論、隨機(jī)過程論、自動(dòng)機(jī)理論,以及包含對(duì)策論、博奕論、排隊(duì)論、規(guī)劃論、訪生學(xué)、質(zhì)量控制和經(jīng)濟(jì)模型理論等內(nèi)在運(yùn)籌學(xué)理論.(B)近年來,人工智能理論發(fā)展很快，起目標(biāo)是開發(fā)人類信息功效,幫助人類突破自己束縛.關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)了解(3)信息科學(xué)準(zhǔn)確定義

(A)信息科學(xué)是一門信息科學(xué),其研究是信息及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律科學(xué).(B)信息科學(xué)是以信息作為主要研究對(duì)象,以信息運(yùn)動(dòng)規(guī)律為主要研究?jī)?nèi)容,以信息科學(xué)方法論為主要研究方法、以擴(kuò)展人信息功效作為主要研究目標(biāo)一門科學(xué).關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)了解(4)信息科學(xué)方法論

(A)信息方法基本含義:在與高級(jí)復(fù)雜事物打交道時(shí)候,應(yīng)該從信息(而不是能量或者物質(zhì))觀點(diǎn)出發(fā),經(jīng)過分析該事物所包含信息過程來揭示它復(fù)雜工作機(jī)制奧秘,經(jīng)過建立適當(dāng)信息模型和合理技術(shù)伎倆來模擬或?qū)崿F(xiàn)高級(jí)事物工作機(jī)制認(rèn)識(shí)問題.綜合處理高級(jí)復(fù)雜事物工作機(jī)制現(xiàn)實(shí)問題,進(jìn)化則處理高級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)優(yōu)化和完善問題.

從認(rèn)識(shí)到現(xiàn)實(shí)再到完善,信息貫通一直.關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)了解(4)信息科學(xué)方法論

(B)信息方法三層含義:

信息分析信息綜合信息進(jìn)化關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)總結(jié)

(1)當(dāng)代信息科學(xué)研究范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了仙農(nóng)(C.E.Shannon)信息論領(lǐng)域而深入到了控制論科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同理論、人工智能理論、認(rèn)知科學(xué)、思維科學(xué)等領(lǐng)域.

關(guān)于信息科學(xué)概述信息科學(xué)總結(jié)

(2)

信息科學(xué)破天荒把信息推向了科學(xué)舞臺(tái),與物質(zhì)和能量頂足而立,并以嶄新思想和方法大大豐富了科學(xué)寶庫(kù).信息科學(xué)崛起,使以物質(zhì)和能量二者為中心傳統(tǒng)自然科學(xué)觀讓位于以信息、能量和物質(zhì)三者為中心當(dāng)代科學(xué)觀,是力量型科學(xué)發(fā)展為智慧與力量結(jié)合科學(xué),使得以解放人類體力勞動(dòng)為目標(biāo)傳統(tǒng)科學(xué)轉(zhuǎn)換為以解放體力和智力勞動(dòng)為目標(biāo)當(dāng)代科學(xué)?？傊?信息科學(xué)興起極大改變了整個(gè)科學(xué)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容和方向，改變了科學(xué)發(fā)展前景和科學(xué)思維方式.關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)概論(1)功效:信息技術(shù)是能夠擴(kuò)展人信息器官功效一類技術(shù).

人信息器官包含:(A)感覺器官—視覺、嗅覺、味覺、觸覺等

(B)傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)—導(dǎo)入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和導(dǎo)出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

(C)思維器官---記憶、聯(lián)想、分析、決議

(D)效應(yīng)器官---操作、行走、語(yǔ)言等關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)概論(2)信息技術(shù)分類

(A)感測(cè)技術(shù)---感覺器官延長(zhǎng):包含傳感技術(shù)和測(cè)量技術(shù),使人們能夠更加好地從外部世界獲取各種有用信息.(B)通信技術(shù)---傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng):傳遞、交換和分配信息,消除或克服空間上限制,使人們能有效利用信息資源

(C)計(jì)算機(jī)和智能技術(shù)—思維器官功效延長(zhǎng):使人們能夠更加好加工和再生信息.

(D)控制技術(shù)---效應(yīng)器官延長(zhǎng):依據(jù)輸入指令對(duì)外部事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)實(shí)施干預(yù)關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)概論(3)信息技術(shù)四基元關(guān)系(A)關(guān)鍵位置:通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)與智能技術(shù)

(B)關(guān)鍵與外部接口:感測(cè)技術(shù)和控制技術(shù)沒有通信、計(jì)算機(jī)與智能技術(shù),信息技術(shù)就失去了基本意義.沒有感測(cè)技術(shù)和控制技術(shù),信息技術(shù)就失去了基本作用,首先沒有了信息起源,另外首先失去了信息歸宿.

綜上所敘,信息技術(shù)’四基元’是一個(gè)完整體系.關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)概論(4)信息技術(shù)兩個(gè)詳細(xì)定義

(A)信息技術(shù)是能夠完成信息獲取、傳遞、加工、再生和使用等功效一類技術(shù)。

(B)信息技術(shù)是指感測(cè)、通信、計(jì)算機(jī)和只能以及控制技術(shù)整體。關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)三個(gè)層次信息技術(shù)是以電子技術(shù)為基礎(chǔ),尤其是微電子技術(shù)為基礎(chǔ),以計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)三者綜合體為關(guān)鍵技術(shù)群.詳細(xì)來所包含三個(gè)層次

關(guān)于信息技術(shù)概述信息技術(shù)三個(gè)層次

(1)第一個(gè)層次:信息基礎(chǔ)技術(shù),即相關(guān)元、器件制造技術(shù),它是整個(gè)信息技術(shù)基礎(chǔ);(2)第二個(gè)層次:信息系統(tǒng)技術(shù),即相關(guān)信息獲取、傳輸、處理、控制技術(shù),主要有計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)三個(gè)方面,是信息技術(shù)關(guān)鍵;

(3)第三個(gè)層次:信息應(yīng)用技術(shù),即信息管理、決議、決議等技術(shù),是信息技術(shù)開發(fā)根本目標(biāo).

信息技術(shù)這三個(gè)層次或領(lǐng)域相互關(guān)聯(lián),組成一個(gè)統(tǒng)一整體.關(guān)于信息技術(shù)概述信息基礎(chǔ)技術(shù)主要包含四個(gè)方面:(1)微電子技術(shù)----20世紀(jì)50年代興起

(2)光電子技術(shù)----20世紀(jì)70年代興起

(3)光子技術(shù)-------20世紀(jì)80年代興起

(4)分子電子技術(shù)-------20世紀(jì)80年代興起關(guān)于信息技術(shù)概述微電子技術(shù)光電子技術(shù)光子技術(shù)光電子技術(shù)分子電子技術(shù)微波通信電子計(jì)算機(jī)電子自動(dòng)控制激光技術(shù)光纖通信光生物技術(shù)光孤子通信光子計(jì)算機(jī)光子集成技術(shù)生物電子計(jì)算機(jī)個(gè)人電腦互聯(lián)網(wǎng)辦公自動(dòng)化智能家電網(wǎng)絡(luò)工業(yè)自動(dòng)化電子顯微鏡天體物理望遠(yuǎn)鏡………光信息科學(xué)與技術(shù)本質(zhì):光信息科學(xué)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)上說是屬于信息科學(xué)和技術(shù)一個(gè)組成部分.研究對(duì)象為光信息

光信息科學(xué)與技術(shù)研究?jī)?nèi)容研究光信息本質(zhì)、光信息特征和信息量度研究光信息運(yùn)動(dòng)規(guī)律,即光信息產(chǎn)生、獲取、變換、傳輸、存放過程中普通規(guī)律研究光信息搜集、加工和利用方法研究光信息傳遞與交換路徑及其方法研究怎樣利用光信息進(jìn)行識(shí)別或判定、綜合、或重構(gòu)原理和方法研究光信息商品、光信息產(chǎn)業(yè)特征、結(jié)構(gòu)、功效及其發(fā)展機(jī)制等.光信息科學(xué)與技術(shù)光信息科學(xué)基礎(chǔ)是傅立葉光學(xué)

(1)傅立葉光學(xué)(信息光學(xué))含義:使用光學(xué)方法來實(shí)現(xiàn)二維函數(shù)傅立葉變換,并在頻域中描述和處理光信息.

光信息科學(xué)與技術(shù)(2)傅立葉光學(xué)(信息光學(xué))特點(diǎn)

(A)引用通信和信息理論中普遍概念和思想來闡述光學(xué)現(xiàn)象,使光學(xué)和通信信息理論相結(jié)合,光學(xué)和信息科學(xué)相互滲透.

(B)把光學(xué)系統(tǒng)看作搜集和傳遞信息系統(tǒng),它作用和通信系統(tǒng)在本質(zhì)上是一樣.只不過通信系統(tǒng)中,信息是時(shí)間性,而在光學(xué)系統(tǒng)中,信息是空間性.傅立葉光學(xué)發(fā)展歷史

(1)傅立葉分析方法誕生在19世紀(jì)初,20世紀(jì)初

(2)傅立葉分析方法在光學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)有成功應(yīng)用，20世紀(jì)30年代澤尼克相襯顯微鏡創(chuàng)造是信息光學(xué)早期卓越成就。

(3)20世紀(jì)60年代激光器出現(xiàn)使人們?nèi)〉昧讼喔尚詷O好新光源,才使傅立葉光學(xué)得以快速發(fā)展.傅立葉光學(xué)分析方法在光學(xué)信息系統(tǒng)中利用傅立葉分析和線性系統(tǒng)理論分析光波傳輸、衍射、成像現(xiàn)象,將光學(xué)系統(tǒng)看成搜集和傳輸信息系統(tǒng)，把光學(xué)現(xiàn)象使用我們所熟悉通信和信息理論進(jìn)行闡述.

因而傅立葉光學(xué)(信息光學(xué))又是信息科學(xué)一個(gè)主要部分.光全息技術(shù)

全息技術(shù)含義

實(shí)現(xiàn)真實(shí)三維圖像統(tǒng)計(jì)和再現(xiàn)技術(shù)。其圖像稱作全息圖

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“全息”意思:攝影時(shí)除統(tǒng)計(jì)波長(zhǎng)和強(qiáng)度以外，還統(tǒng)計(jì)物光相位、物光全部信息。所以，全息攝影能使物體產(chǎn)生極其逼真立體感覺，立體電影就是在全息攝影技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來。

光全息技術(shù)

全息技術(shù)產(chǎn)生全息技術(shù)是倫敦大學(xué)帝國(guó)理工學(xué)院DennisGabor博士創(chuàng)造。他也所以而取得了1971年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。最初，Gabor博士只是希望提升掃描電子顯微鏡解析度。上世紀(jì)60年代早期，因?yàn)榧す馄鲃?chuàng)造,密歇根大學(xué)研究員Leith和Upatnieks制作出世界上第一組三維全息圖像。最近,前蘇聯(lián)YuriDennisyuk也開始嘗試制作能夠用普通白光觀看全息圖?，F(xiàn)在，全息技術(shù)連續(xù)發(fā)展為我們提供了越來越準(zhǔn)確三維圖像

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光全息技術(shù)全息圖象特點(diǎn)

(1)其它三維“圖像”不一樣是，全息圖提供了“視差”。視差存在使得觀察者能夠經(jīng)過前后、左右和上下移動(dòng)來觀察圖像不一樣形象——好像有個(gè)真實(shí)物體在那里一樣。

(2)全息攝影和常規(guī)攝影不一樣，在底片上統(tǒng)計(jì)不是三維物體平面圖像，而是光場(chǎng)本身。常規(guī)攝影只統(tǒng)計(jì)了反應(yīng)被報(bào)物體表面光強(qiáng)改變，即只統(tǒng)計(jì)光振幅，全息攝影則統(tǒng)計(jì)光波全部信息，除振幅外還統(tǒng)計(jì)了光波相位。即把三維物體光波場(chǎng)全部信息都貯存在統(tǒng)計(jì)介質(zhì)中。光全息技術(shù)全息成像基本原理第一步:利用物光和參考光干涉在感光膠片上統(tǒng)計(jì)一幅干涉圖樣，呈錯(cuò)綜復(fù)雜、透明度不一樣花紋，稱為全息（即全息照片），相當(dāng)于把膠片制成一不規(guī)則光柵，然后利用全息圖對(duì)適當(dāng)照明光衍射，把原三維影像提取出來。第二步:重現(xiàn),全息圖是一個(gè)天然信息存放器，可把"凍結(jié)"了景物重新"復(fù)活"在人們眼前。

光全息技術(shù)全息成像發(fā)展

(1)因?yàn)槿⒊上癃?dú)特征能全息圖有極其廣泛應(yīng)用。如用于研究火箭飛行沖擊波、飛機(jī)機(jī)翼蜂窩結(jié)構(gòu)無損檢驗(yàn)等?，F(xiàn)在不但有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人們能看到景物各個(gè)側(cè)面。全息三維立體顯示正在向全息彩色立體電視和電影方向發(fā)展。

光全息技術(shù)全息成像發(fā)展(2)除用光波產(chǎn)生全息圖外，已發(fā)展到可用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖。全息圖用途很廣，可作成各種薄膜型光學(xué)元件，如各種透鏡、光柵、濾波器等，可在空間重合，十分緊湊、輕巧，適合于宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料，含有容量大、易提取、抗污損等優(yōu)點(diǎn)。

光全息技術(shù)全息成像發(fā)展(3)全息攝影方法從光學(xué)領(lǐng)域推廣到其它領(lǐng)域。如微波全息、聲全息等得到很大發(fā)展，成功地應(yīng)用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地震波、電子波、X射線等方面全息也正在深入研究中。光全息技術(shù)全息技術(shù)應(yīng)用

(1)全息攝影:一個(gè)不用普通光學(xué)成象系統(tǒng)錄象方法，是六十年代發(fā)展起來一個(gè)立體攝影和波陣面再現(xiàn)新技術(shù)。因?yàn)槿z影能夠把物體表面發(fā)出全部信息(即光波振幅和相位)統(tǒng)計(jì)下來，并能完全再現(xiàn)被攝物體光波全部信息，所以，全息技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究領(lǐng)域中有著廣泛應(yīng)用。比如：全息電影和全息電視，全息儲(chǔ)存、全息顯示及全息防偽商標(biāo)等。

全息攝影全息攝影方法:全息攝影利用有四個(gè)鏡頭特殊攝影機(jī)，攝影機(jī)鏡頭能對(duì)準(zhǔn)拍攝目標(biāo)從不一樣角度進(jìn)行拍攝，得到景物立體照片。全息攝影

(2)全息攝影特征:全息攝影能取得景物每個(gè)細(xì)節(jié)輻射或反射光波全部信息，拍出照片任何一個(gè)局部都能夠復(fù)現(xiàn)原照片全部信息。也就是說，即便把一張照片撕成碎片，只要有一個(gè)碎片，就能夠復(fù)原原照片整個(gè)圖像。所以，在那個(gè)時(shí)代，全息攝影術(shù)被稱為“我們這個(gè)時(shí)代最偉大創(chuàng)造之一”。全息攝影

(2)全息攝影發(fā)展:含有實(shí)用價(jià)值全息攝影是在美國(guó)物理學(xué)家雷夫和于帕特倪克斯創(chuàng)造了激光后才得到實(shí)際應(yīng)用。

高速全息攝影最快每秒鐘能拍40000張照片，能統(tǒng)計(jì)氣體爆炸、內(nèi)燃機(jī)點(diǎn)火等高速動(dòng)作。美國(guó)柯達(dá)企業(yè)和史賓物理企業(yè)合作研制出一個(gè)世界高速影像統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)SP－－。它能夠每秒拍成1張照片，不但可拍攝到發(fā)射中子彈行進(jìn)過程，甚至對(duì)蜂鳥拍翼情景也能清楚統(tǒng)計(jì)下來。能夠說，全息攝影是攝影技術(shù)和激光技術(shù)結(jié)合產(chǎn)物。全息攝影全息攝影拍攝要求

(1)光源必須是相干光源經(jīng)過前面分析知道，全息攝影是依據(jù)光干涉原理，所以要求光源必須含有很好相干性。激光出現(xiàn)，為全息攝影提供了一個(gè)理想光源。這是因?yàn)榧す夂泻芎每臻g相干性和時(shí)間相干性。全息攝影全息攝影拍攝要求(2)全息攝影系統(tǒng)要含有穩(wěn)定性.因?yàn)槿⒌灼辖y(tǒng)計(jì)是干涉條紋，而且是又細(xì)又密干涉條紋，所以在攝影過程中極小干擾都會(huì)引發(fā)干涉條紋含糊，甚至使干涉條紋無法統(tǒng)計(jì)。比如，拍攝過程中若底片位移一個(gè)微米，則條紋就分辨不清，為此，要求全息試驗(yàn)臺(tái)是防震。全息臺(tái)上全部光學(xué)器件都用磁性材料牢靠地吸在工作臺(tái)面鋼板上。另外，氣流經(jīng)過光路，聲波干擾以及溫度改變都會(huì)引發(fā)周圍空氣密度改變。所以，在曝光時(shí)應(yīng)該禁止聲波干擾全息攝影全息攝影拍攝要求

(3)物光與參考光應(yīng)滿足物光和參考光光程差應(yīng)盡可能小，兩束光光程相等最好，最多不能超出2cm.(4)使用高分辨率全息底片因?yàn)槿z影底片上統(tǒng)計(jì)是又細(xì)又密干涉條紋，所以需要高分辨率感光材料。普通攝影用感光底片因?yàn)殂y化物顆粒較粗，每毫米只能統(tǒng)計(jì)50～100個(gè)條紋，天津感光膠片廠生產(chǎn)I型全息干板，其分辨率可達(dá)每毫米30000條，能滿足全息攝影要求。

全息攝影全息攝影拍攝要求(5)全息照片沖洗過程沖洗過程也是很關(guān)鍵。顯影液、停影液、定影液和漂白液都要求用蒸餾水配制，但試驗(yàn)證實(shí)，沖洗過程要在暗室進(jìn)行，藥液千萬不能見光，保持在室溫20℃在右進(jìn)行沖洗，配制一次藥液保管得當(dāng)可使用一個(gè)月左右。光全息技術(shù)全息技術(shù)應(yīng)用

(2)光學(xué)全息外，還發(fā)展了紅外、微波和超聲全息技術(shù)，這些全息技術(shù)在軍事偵察和監(jiān)視上有主要意義:普通雷達(dá)只能探測(cè)到目標(biāo)方位、距離等，而全息攝影則能給出目標(biāo)立體形象，這對(duì)于及時(shí)識(shí)別飛機(jī)、艦艇等有很大作用。所以，備受人們重視。不過,因?yàn)榭梢姽庠诖髿饣蛩袀鬏敃r(shí)衰減很快，在不良?xì)夂蛳律踔劣跓o法進(jìn)行工作。為克服這個(gè)困難發(fā)展出紅外、微涉及超聲全息技術(shù)，即用相干紅外光、微涉及超聲波拍攝全息照片，然后用可見光再現(xiàn)物象，這種全息技術(shù)與普通全息技術(shù)原理相同。

光全息技術(shù)全息技術(shù)應(yīng)用

(3)全息技術(shù)在光通信器件中應(yīng)用逐步引發(fā)人們重視。伴隨因特網(wǎng)、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)以及多媒體通信高速發(fā)展，對(duì)光通信系統(tǒng)傳輸速率和帶寬要求越來越高，波分復(fù)用(WDM)、光碼分多址(OCDMA)和全光交換等新技術(shù)和新概念應(yīng)運(yùn)而生，對(duì)光電子器件提出了越來越高要求。全息技術(shù)因?yàn)楸旧硖攸c(diǎn)，正在為光通信器件研發(fā)提供新思緒和方法，已逐步引發(fā)人們重視。

近年來國(guó)內(nèi)外體全息復(fù)用器、全息光纖光柵、全息光開關(guān)研究已經(jīng)有較多報(bào)道.全息光存放全息光存放

(1)全息存放技術(shù)實(shí)質(zhì)上還是一個(gè)光盤存放技術(shù).60年代初，伴隨激光器出現(xiàn)，VanHeerden提出了全息數(shù)據(jù)存放概念。在全息光存放中，數(shù)據(jù)信息是以全息圖形式被統(tǒng)計(jì)在存放材料中。能夠分為:

(A)模擬全息存放技術(shù)

(B)數(shù)字全息存放技術(shù)兩類.

全息光數(shù)字存放方案(1)第一個(gè)方案由Inphase提供，采存放介質(zhì)為兩層光敏聚合物，介質(zhì)厚度為1.5毫米，并被安置在了全息碟片兩層塑料外殼中間。InPhase還研究了一個(gè)先進(jìn)多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)技術(shù)，經(jīng)過重合數(shù)據(jù)“書”而不是重合數(shù)據(jù)頁(yè)來創(chuàng)造更大數(shù)據(jù)密度。InPhase多點(diǎn)統(tǒng)計(jì)技術(shù)消除了數(shù)據(jù)卷，所以增加了數(shù)據(jù)密度。讀取光頭采取波長(zhǎng)407nm藍(lán)色激光。全息光數(shù)字存放方案(1)第二種方案日本企業(yè)Optware企業(yè)研發(fā)同線全息技術(shù)（Collinearholography），其讀寫速度比傳統(tǒng)DVD要高出40倍。Optware計(jì)劃于6月推出容量達(dá)200GB企業(yè)級(jí)可移動(dòng)磁盤，早期目標(biāo)用戶是醫(yī)療保健機(jī)構(gòu)。當(dāng)前，Optware、FujiFilm和CMC、Magnetics等廠商組建了一個(gè)全息多功效磁盤聯(lián)盟，目標(biāo)就是要實(shí)現(xiàn)該技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化。全息光存放基本原理如圖所表示，來自物方攜帶有調(diào)制信號(hào)（欲實(shí)現(xiàn)存放信息）光稱為物光，另一束光稱為參考光。物光和參考光是由同一激光器輸出激光束經(jīng)分光鏡而得到，所以滿足形成干涉所需相干條件。當(dāng)物光和參考光相遇時(shí)就會(huì)產(chǎn)生干涉，從而在空間形成光干涉圖樣。令物光和參考光在全息光存放材料中相遇并發(fā)生干涉，干涉圖樣會(huì)使存放材料化學(xué)或物理特征發(fā)生改變，存放材料在折射率或者吸收率上對(duì)應(yīng)改變就作為干涉圖樣復(fù)制品而存放下來。存放下來干涉圖樣就是全息圖，它保留了物光全部信息（包含振幅和位相信息）。

全息光存放基本原理全息光存放基本原理普通全息存放中存放和再現(xiàn)是事物本身全息圖像，這是一個(gè)模擬存放方式，并非數(shù)字式存放。全息光盤存放則是數(shù)字存放方式：需要存放數(shù)字信息經(jīng)過編碼后組成二維數(shù)據(jù)頁(yè)，并被送到空間光調(diào)制器（SpatialLightModulator，縮寫為SLM）中。組成M維數(shù)據(jù)頁(yè)“0”和“1”分別對(duì)應(yīng)SLM像素陣列上亮點(diǎn)和暗點(diǎn)，從而在SLM像素陣列上形成了一幅二維數(shù)據(jù)頁(yè)圖像。全息光存放基本原理全息光存放基本原理從激光器發(fā)出激光穿過SLM而被二維數(shù)據(jù)頁(yè)圖像所調(diào)制，并在存放材料中和參考光相遇，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息存放。復(fù)用技術(shù)-----采取不一樣角度參考光能夠在同一存放材料同一位置存放另外一幅完全不一樣全息圖，這就是全息光存放一個(gè)主要技術(shù)特征。全息光存放基本原理全息光盤信息讀出

在復(fù)用情況下，一個(gè)角度參考光對(duì)于一幅全息圖。當(dāng)讀出數(shù)據(jù)頁(yè)時(shí)，用和存放該數(shù)據(jù)頁(yè)所用參考光相間光照射存放材料，光束與存放材料中干涉圖樣（全息圖）發(fā)生衍射，衍射光成像于光電探測(cè)器陣列上并被轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，經(jīng)過電通道傳輸?shù)胶罄m(xù)處理步驟。

每一數(shù)據(jù)頁(yè)都能夠使用與統(tǒng)計(jì)時(shí)所用參考光相同光準(zhǔn)確地再現(xiàn)出來。全息光存放基本原理全息光盤信息讀出要確?？煽康卮娣艛?shù)據(jù)以及準(zhǔn)確地讀出數(shù)據(jù)，必須要有高質(zhì)量成像系統(tǒng)引導(dǎo)復(fù)雜波前貫通存放材料，以備讀出時(shí)恢復(fù)并成像到CCD上。CCD上數(shù)據(jù)頁(yè)圖像質(zhì)量必須近乎理想，成像系統(tǒng)任何光學(xué)像、色差或CCD散焦都將使一個(gè)像素上能量擴(kuò)散到鄰近像素上。光學(xué)失真或放大倍率錯(cuò)誤也將使像素成像偏離預(yù)定接收無件，從而造成讀出數(shù)據(jù)發(fā)生錯(cuò)誤。全息光存放基本原理全息光存放系統(tǒng)組成

全息光存放系統(tǒng)主要組成部分包含光源、空間光調(diào)制器（SL）、探測(cè)器陣列，以及變換透鏡和對(duì)應(yīng)光學(xué)元件等。系統(tǒng)性能與這些組成部分性能親密相關(guān)。下列圖所表示只是全息光存放系統(tǒng)部分組件，另外還有復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，訪問其它存放體機(jī)械部件，控制系統(tǒng)電子設(shè)備和實(shí)現(xiàn)編解碼處理存放通道等。全息光存放基本原理全息光存放基本原理（1）光源：用于全息光存放系統(tǒng)光源必須含有高度空間和時(shí)間相干性，方便在要求空間形成干涉圖樣，并在曝光時(shí)間內(nèi)保持干涉圖樣穩(wěn)定，所以普通都采取激光作為光源。早期普通都使用體積龐大Ar氣體激光器，其波長(zhǎng)為514.5nm，輸出功率高達(dá)5W。伴隨存放材料所需統(tǒng)計(jì)功率下降，以及全息技術(shù)商品化需要，人們逐步使用微型LD，雙頻泵浦全固體ND：YAG（釔鋁石榴石）綠光激光器，其波長(zhǎng)為532nm，輸出功率在100mw左右。據(jù)報(bào)道，在Optware和Inphase最新展示系統(tǒng)中，則采取了新型氮化鎵（GaN）藍(lán)光半導(dǎo)體激光器，其波長(zhǎng)為405nm，輸出功率可達(dá)30mw.全息光存放基本原理（2）空間光調(diào)制器（SLM）：用于全息光存放系統(tǒng)空間光調(diào)制器必須是二維，但并不一定需要是彩色。另外，對(duì)空間光調(diào)制器還要求其含有高對(duì)比度和快速轉(zhuǎn)換能力。普通對(duì)比度能到達(dá)5：1就能夠接收，越高當(dāng)然越好。而幀轉(zhuǎn)換速度則要求能夠到達(dá)1000幀/s，這么才能夠到達(dá)100MB／s數(shù)據(jù)傳輸率。

全息光存放基本原理（3）探測(cè)器陣列：它是全息光存放系統(tǒng)一個(gè)主要組成部件，用于接收讀出圖像并形成對(duì)應(yīng)電信號(hào)進(jìn)入取閾、糾錯(cuò)和解調(diào)電路。當(dāng)前，全部全息光存放系統(tǒng)中采取都是CCD光電轉(zhuǎn)換元件。CCD有線陣和面陣兩種結(jié)構(gòu)，在全息光存放系統(tǒng)中一段使用面陣結(jié)構(gòu)CCD器件，其主要性能指標(biāo)有：電荷轉(zhuǎn)移效率、工作頻率、噪聲、暗電流、光靈敏度、量子效率、分辨率和動(dòng)態(tài)范圍。另外，還需要考慮CCD器件和SLM之間像素匹配程度，即假如SLM含有1024*1024個(gè)像素，像素尺寸是12.8μm，那么理想情況下希望CCD器件也含有1024*1024個(gè)像素，且像素尺寸為12μm。全息光存放基本原理（4）控制電路：系統(tǒng)圖中沒有表示出驅(qū)動(dòng)光學(xué)部件復(fù)雜電路，以及編解碼、糾錯(cuò)等電通道處理步驟，不過這些部分在整個(gè)全息光存放系統(tǒng)中起著不可替換主要作用。在信源方面，需要存放數(shù)字信息必須經(jīng)過調(diào)制編碼才能形成二維數(shù)據(jù)頁(yè)。而在系統(tǒng)另一端，CCD器件探測(cè)到圖像信號(hào)只是偽數(shù)字信號(hào)，必須取閾值變?yōu)槎禂?shù)據(jù)，再經(jīng)過解調(diào)和糾錯(cuò)方能為人們所用。另外，在統(tǒng)計(jì)和讀出時(shí)還要求計(jì)算、控制激光功率、復(fù)用情況。曝光時(shí)間、對(duì)圖像處理以及糾正圖像失真等。這些都需要由控制電路加以快速、準(zhǔn)確地控制，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)字信息存放和準(zhǔn)確讀出。全息存放中復(fù)用技術(shù)復(fù)用作用存放中復(fù)用技術(shù)是全息光存放所特有技術(shù)特征，采取合理復(fù)用技術(shù)能夠有效地增加系統(tǒng)存放容量，提升存放系統(tǒng)性能。復(fù)用類型

(1)空間復(fù)用(2)體積復(fù)用(3)混合復(fù)用全息存放中復(fù)用技術(shù)(1)空間復(fù)用空間復(fù)用技術(shù)是將統(tǒng)計(jì)介質(zhì)二維平面劃分成不一樣區(qū)域，在每一個(gè)區(qū)域中單獨(dú)存放一幅全息圖?？臻g復(fù)用技術(shù)是發(fā)展得最早復(fù)用技術(shù)，主要適合于平面型統(tǒng)計(jì)材料，存放材料中存放格式類似于硬盤和光盤。

全息存放中復(fù)用技術(shù)空間復(fù)用特點(diǎn)

(A)優(yōu)點(diǎn)：因?yàn)橄噜徣D在空間并不重合，所以再現(xiàn)出頁(yè)面之間能夠完全防止串?dāng)_噪聲，每個(gè)全息圖衍射效率也都能夠到達(dá)單個(gè)全息圖所能到達(dá)最大衍射效率。另外，因?yàn)榇娣湃咳D都能夠采取相同參考光角度，所以系統(tǒng)光路設(shè)計(jì)和構(gòu)架相對(duì)簡(jiǎn)單。

(B)缺點(diǎn)：?jiǎn)渭兛臻g復(fù)用技術(shù)主要缺點(diǎn)是不能充分利用存放材料厚度來增加系統(tǒng)存放容量，所以沒有充分利用全息存放技術(shù)潛力實(shí)現(xiàn)最大存放容量

全息存放中復(fù)用技術(shù)(2)體積復(fù)用為了填補(bǔ)空間復(fù)用技術(shù)缺點(diǎn)，人們提出了體積復(fù)用技術(shù)。體積復(fù)用技術(shù)分為三種：

(A)角度復(fù)用

(B)位相復(fù)用

(C)波長(zhǎng)復(fù)用全息存放中復(fù)