基于共轭光再现技术的可擦写式全息光存储实验系统的优化

将一种生物光致变色材料——基因改性细菌视紫红质BR-D96N薄膜为记录样品,进行了共轭参考光再现可擦写式全息图像存储实验,并将其结果与参考光再现实验结果进行了比较.利用相同光路,还进行了透射式和反射式全息存储实验,并进行了比较.实验结果表明,反射式全息比透射式全息图记录可以获得高的信噪比,但衍射效率较低;共轭参考光再现可以实现对波前畸变的补偿,并且与参考光再现光路相比,共轭参考光再现可以实时监测衍射图像的形成及变化过程.通过记录光和读出光光强的调整(再现光光强约为物光或参考光光强的1/1000),可以消除读出的破坏效应.同时还证明,BR-D96N薄膜具有响应速度快,感光灵敏度高,擦写次数高,空间分辨率高,稳定耐用,使用方便等显著优点,非常适合作为一种动态全息或全息缓存记录介质.     

象全息干涉量度术

在讲授全息学原理时往往提到全息干涉量度术中的二次曝光法和时间平均法,但在再现时一般都采用原参考光——激光作为再现光,此外在讲授时大多限于原理,很少提到测试方法。为使学生理论联系实际,并引起兴趣,本文介绍了可用白光再现的象全息干涉量度术及其测试方法。原理一、象全息图如图1所示,当物体被激光照明后,使它通过透镜成象于全息干版的平面上,这时,如果再以参考光照明该干版,那么这样制成的全息图称为象全息图。象全息图有两个特点,其一是它可以用扩展光源再现。当然这时仅在全息图平面上的象才有足够的分辨能力,而在平     

离轴参考光计算全息图的制作

对离轴参考光计算全息图的制作进行了研究.基于光学离轴参考光全息原理,对全息干涉场的空间频谱进行分析,得出了离轴参考光全息图的相关参数;用计算机分别模拟物光波和参考光波,设计全息图的相关参数,采用快速傅里叶变换算法,通过计算得到离轴参考光计算全息图;用激光再现获得全息再现像.形成用计算机制作离轴参考光全息图的理论与方法,并进行了实验验证.     

基于空间光调制器的相移数字全息实验研究

设计并搭建了基于空间光调制器的相移数字全息实验装置,用计算机控制空间光调制器产生实验所需物体,并且控制相关物体参量,完成了基于空间光调制器的透射式数字物体的全息记录和数字再现．实验结果表明相移数字全息方法优于一般数字全息,基于空间光调制器的相移数字全息方法具有物体数字化、物体参量可调、可实现动态物体等显著特点,为相移数字全息提供了更广阔的应用前景．     

全息图的多个再现象的数学计算

本文考虑到一张常规透射式全息图可以反射再现这一事实,从理论上用付里叶光学方法计算了全息图在单色平面光波照明,物光波为球面光波,参考光波为平面光波情况下,该全息图的成象数目,空间几何位置,以及当改变照明光方向(或旋转干板)时再现象位置的变化情况。计算结果证明:当照明光方向不变,全息干板分别置于三个特定方向,则在每一方位均可再现10个一级再现象,其空间相对几何位置不同,并进行了系统的实验观察,证明理论计算与实验结果完全一致。     

全息激光扫描元件

本文讨论了全息元件光扫描原理,对双曲线、椭圆、线波带片用于多方向扫描作了分析,提出用无透镜付里叶变换全息图扫描复杂函数曲线的方法,给出了实验结果.     

基于TN-LCSLM的计算全息实时再现

分析了计算全息图编码原理,介绍了用MATLAB编程计算全息编码的主要步骤.用Matlab模拟了计算全息图的再现结果.将编码全息图实时输出到高分辨扭曲向列型液晶空间光调制器(TN LCSLM)上,和傅里叶变换透镜、滤波器、CCD等组成计算全息实时再现系统,实现了全息图的实时再现.最后,分析了提高再现像质量的方法.     

数字全息中参考光波面畸变对再现像的影响及消除

基于波相差理论，分析了数字全息记录过程中所用参考光可能存在的波面畸变；以傅里叶变换型数字全息为例，详细讨论了具有波面畸变的平面参考光对数字全息记录与再现的影响，外提出采用修正波面的再现光消除参考光波面畸变影响的方法．理论分析和模拟结果表明，这种方法能有效消除参考光波而畸变带来的影响，大幅度提高再现像的像质．     

光子晶体多路选择器的设计和仿真

以时域有限差分法(FDTD法)和介质波导定向耦合理论为基础,模拟了光在光子晶体耦合器中的传输情况:当耦合器长度为拍长的整数倍时,光经过耦合沿输入波导输出;当耦合器长度为半拍长的奇数倍时,光经过耦合后从另一波导输出.我们设计了一个四端口的光子晶体多路选择器,实现了将3种不同波长的光进行分离.同时还提出了通过光子晶体耦合器的耦合长度来计算光波传输的群速度的方法.     

基于数字全息术的实时光学全息显微分辨率分析

为了分析数字全息图记录和再现过程中影响再现像分辨率的因素,将空间光调制器与数字全息相结合,构建了实时光学三维显微系统.通过理论推导,得出了能够记录的物体大小和其分辨率之间的定量关系,同时也给出了最佳的参考光条件和最佳的记录距离;在此基础上,把USAF 1951鉴别率板的4个不同区域作为记录物体进行相应的实验.结果表明,实验与理论分析相吻合.     

基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息

设计并搭建基于光纤和偏振图像融合的无透镜傅里叶变换数字全息实验装置,利用电荷耦合元件(CCD)记录物光波振幅、相位及偏振信息,完成偏振图像融合和数字全息再现.实验结果表明:结合偏振图像融合技术的无透镜傅里叶变换数字全息能得到更为准确的数字全息图和再现像;基于光纤的无透镜傅里叶变换数字全息不仅能产生近似球面波,而且使物体到CCD的位置更自由.此外,偏振图像融合的方法和中值滤波器的使用,能有效地提高再现像的分辨率.     

基于数字全息和计算全息的动态三色全息三维显示

为了实现数字全息图和计算全息图再现像的融合,将数字全息、计算全息与空间光调制器相结合,构建了一个数字化动态三色全息三维显示系统,用数字全息术记录实际物体的全息图,用计算全息术计算得到虚拟物体的全息图,然后将2种全息图输入到空间光调制器中.结果显示:通过空间光调制器的衍射,在空间中得到虚拟信息与实际信息融合的再现像.该方法实现了数字全息图和计算全息图再现像的融合,达到了增强真实物体的三维显示效果.     

高斯光束照明下厚透镜的付里叶变换

本文从衍射理论出发,讨论在高斯光束照明下厚透镜的付里叶变换,分析了透镜厚度对空间频谱特征及位置的影响,并给出确定频谱面及在频谱面上实现准确付里叶变换的条件。     

傅里叶变换类全息图再现像剖析

本文借用嫂前相因子概念分析衍射场特征；判断衍射场性质，描绘全息围再现过程的细节．对傅里叶变换类全息图(傅里叶变换全息图、准傅里叶变换全息圈、无遗镜傅里叶变换全息图)再现像特征进行分析、总结和概括。     

象全息干涉量度术

在讲授全息学原理时往往提到全息干涉量度术中的二次曝光法和时间平均法,但在再现时一般都采用原参考光——激光作为再现光,此外在讲授时大多限于原理,很少提到测试方法。为使学生理论联系实际,并引起兴趣,本文介绍了可用白光再现的象全息干涉量度术及其测试方法。     

全息照相再现成像的深入研究

运有全息照明相的基本理论,对全息再现成像的各个细节进行了大量的实验与深入的分析,发现并解释了过去文献中没有记载过的现象,总结了一套具有实用的价值的全财现成像的分析方法及差别规则,对于用同波长光再现主要结论如下：１．“＋１”级衍射光只能虚像,像的大小与再现光源的位置有关：２．“－１”级衍射光可成实像,也可成虚像,成像情况下再现光源,参考光源和被摄物到干板的距离有关;３．细光束“－１”级衍射光可成实像     

边缘照明激光全息再现装置的制作

为了解决激光全息白光再现景深受限和一般激光再现光路长、设备复杂不便于小型化的问题,本项目采用了体积小、功耗低、相干性好等优点的半导体激光器作为照明光源,结合利用全息元件产生边缘照明的技术,制作出体积小、重量轻的小型边缘照明激光全息再现装置。该装置在保证良好的激光再现景深的前提下,实现了设备的小型化,可应用于广告宣传、艺术品和重要文物展示等领域,具有广阔的市场发展前景。     

奇偶叉指换能器的合并

利用偶奇分量的数字付里叶变换方法来综合非对称的SAW滤波器时,为了缩小换能器的尺寸,必须把偶换能器和奇换能器合并起来。本文借助计算机程序,讨论了这种合并问题,最佳抽样的脉冲响应不应是均匀的,而应是非均匀的。还给出了实验结果。     

部分相干光复制全息图中的干涉条纹

讨论了滤光白光复制的全息图上可能出现黑色干涉条纹的原因和清除方法。它是由于接触复制过程中母全息片与复制全息片之间的微小间隙引起的。在复制过程中，母全息图再现出来的一对共轭像被同时记录到全息上，两全息片之间的微小间隙使得复制全息图将在全息处上再现出两个虚像波前，这两个虎像波前相互之间有一定平移，将相干叠加出现干涉条纹。消除干涉条纹的基本方法是消除再现出来的一对共轭像中的其中一个，这可以通过加大母全息图制作中物光与参光的夹角，以便充分利用全息记录介持的体积效应从而只再现出一个像，或适当调整复制照明光的角度，让母全息图再现出的原始像和共轭像一个很明亮，另一个很暗，从而使复制的全息图无干涉条纹。     

傅里叶变换全息的计算机模拟

傅里叶变换全息图不是记录物光本身,而是记录物光的傅里叶频谱.利用透镜的傅里叶变换性质,将物体置于透镜的前焦面,在照明光源的共轭像面位置就得到物光的傅里叶频谱,再引入参考光与之干涉,在干涉图样中就记录了物光的傅里叶变换光场的振幅和相位的全部信息.利用MATALB语言的强大的快速傅里叶变换和灵活多变的图像处理能力,完整地模拟了傅里叶变换全息的全过程.与实际实验相比较,直观、经济;模拟实验参数可调,现象明显.可以加深对傅里叶变换全息理论的理解.