全息基本知識

全息基本知識全息技術是利用干涉和衍射原理記錄物光波的振幅和相位，記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的記錄和再現(xiàn)的技術。能夠將物光波記錄其上并在特定光照下重新發(fā)出物光的載體稱為“全息圖”（hologram）。全息術的歷史1.丹尼斯·蓋伯（DennisGabor）于1948年提出，由于這種技術要求高度相干性及高強度的光源而一度發(fā)展緩慢——萌芽時期，是用汞燈作光源，攝制同軸全息圖，是第一代全息圖。2.1960年第一臺激光器問世，解決了相干光源問題，1962年美國科學家利思（Leith）和烏帕特尼克斯（Upatnieks）提出了離軸全息圖以后，全息技術的研究才獲得突飛猛進的發(fā)展——，激光記錄、激光再現(xiàn)的離軸全息圖，稱為第二代全息。全息術的歷史3.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。4.用白光記錄、白光再現(xiàn)的全息圖，稱為第四代全息。全息技術的分類據(jù)全息圖的記錄手段和再現(xiàn)方式的不同,一般可將全息技術分為三類:1.光學全息:全息圖的記錄過程是光學過程,再現(xiàn)過程也是利用光學照明來實現(xiàn)的,這種全息過程就是傳統(tǒng)的光學全息;2.計算全息:利用計算機模擬光的傳播,通過計算機形成全息圖,打印全息圖后微縮形成母板,也可用激光直寫系統(tǒng)形成計算機全息圖(CHG),或利用液晶光閥(LCD)或空間光調制器顯示全息圖,利用光學照明重現(xiàn),這樣的全息方法稱作計算全息;全息技術的分類3.數(shù)字全息:顧德門在1967年提出的一種新的全息成像方法,數(shù)字全息是用光電傳感器件（如CCD或CMOS）代替干板記錄全息圖，然后將全息圖存入計算機的一種新技術。用計算機模擬光學衍射過程來實現(xiàn)被記錄物體的全息再現(xiàn)和處理。把物理成像過程擴展到數(shù)字過程。

波前記錄與再現(xiàn)

基本思想：用干涉方法得到像平面上光波的全部信息(振幅和相位)，記錄在記錄介質上——波前記錄。

在一定條件下，將記錄攜帶物體全部信息的波前再現(xiàn)——波前再現(xiàn)。說明：波前記錄與波前再現(xiàn)是全息術的核心ACBDORHyx參考光物光被記錄的總光強為：或

記錄介質一般是銀鹽感光干板，對兩個波前的干涉圖樣曝光后，經(jīng)顯影、定影處理得到全息圖——全息團實際上就是一幅干涉圖全息圖的振幅透過率t(x,y)與照射光強和曝光量有關：

E0.00.51.0t直線假定參考光的強度在整個記錄表而是均勻的，則表示均勻偏置透過率

2.波前再現(xiàn)——衍射效應再現(xiàn)物波波前

用一束相干光波照射全息圖，假定它在全息圖平面上的復振幅分布為透過全息圖的光場為———全息方程當，有若物為實物體，發(fā)光為發(fā)散光，U3為虛像，且無像差。

ACBD在現(xiàn)光波U3~O照明光波CHyx當C=R,有若物為實物體，發(fā)光為發(fā)散光，U4為實像，但有像差。A’C’B’D’在現(xiàn)光波U4~O*照明光波C=RHyx實像當，有若物為實物體，發(fā)光為發(fā)散光，U4為實像，無像差。

A’C’B’D’在現(xiàn)光波U4~O*Hyx實像照明光波R*

計算全息圖的主要用途

二維和三維物體像的顯示在光學信息處理中用計算機制作各種空間濾波器