各种全息图及其应用.ppt
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人体全息图讲解PPT课件
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全息掌骨疗法
1.头穴：主治头、眼、耳、口、鼻、牙等病症。 2.颈穴：主治颈、甲状腺、咽喉、气管、食道等病症。 3.上肢穴：主治肩、上肢（肘、手、腕）等病症。 4.心肺穴：主治心、肺、胸、乳腺、背部等病症。 5.肝穴：主治肝胆病症。 6.胃穴：主治胃、脾、胰等病症。 7.十二指肠穴：主治十二指肠、结肠部病症。 8.肾穴：主治肾、大肠、小肠等病症。 9.腰穴：主治腰、脐周、大肠、小肠部病症。 10.下腹穴：主治下腹、子宫、卵巢、睾丸、膀胱、直肠、 阴道、尿道、腰骶部等病症。 11.腿穴：主治腿、膝部病症。 12.足穴：主治足、踝部病症。
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五、修复脏腑排毒反应：希波克拉底：“人体的体液、血液必须调和才能无
病，痰、汗、尿、大便、脓血，这些分泌物排出体外，身体才能调和”。 如：咳嗽，是因为人体肺泡膜已充满了许多黏液和分泌物，将其排除体外，人 体才可健康。 腹泻，是排出腹内垃圾和脂肪的方法。在平常腹泻两三次，就觉得浑身泛力； 可是使用唤新妍后，人体自动激发的调理，一天四五次，反而感觉舒服，不觉 乏力。 便秘，自愈力恢复后，一段时间内会有排黑色便的现象，这是长期积存在肠内 的宿便被清除的好现象。 肿瘤，自愈力修复后，必将使肿瘤坏死的组织稀释成为血水排出体外，就会出 现吐血、便血、尿血的现象。
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下肢痉挛， 安神。胃痛
岔气，清热 胃胀，子宫
除湿，化瘀 下垂，痢疾
止血，
肠鸣，
起于童子髎， 阳陵泉（合 穴）止于足 窍阴（井穴） 疾病；胁肋 疼痛，疏肝 行气，口苦， 呕吐半身不 遂，脚气黄 疸。
20-全息2-平面全息图、体积全息图
傅里叶全息 1: 它所记录的是物的频谱 图两大特点 2: 全息图的条纹结构有序，呈多族余弦光栅按一 定规律线性重叠而成。
§5-4 平面全息图
2、傅里叶变换全息图
再 现 光 路
平行光垂直入射: C ( x , y ) = Co exp ( jφc ) = 1 全息图后的光振幅为: UH’ = C · tH ≈ tH = | O | 2 + Ro2 包含物的频谱 共轭频谱
Uf2 = ℱ–1 { R02 } 是d 函数，形成焦点处的亮点，称为零级
§5-4 平面全息图
2、傅里叶变换全息图
再 现 光 路
Uf3 ℱ 第三项：
1
R O f
0 x
x
, f y exp j 2f x b
R O f
o
, f y exp- j 2f x bexp j 2 f x x'o f y y 'o dfx df y , f y expj 2 f x ( x'o b) f y y 'o dfx df y
§5-4 平面全息图
2、傅里叶变换全息图
物光波：O ( xo , yo ) = O0 ( xo , yo ) exp [ jfo ( xo , yo ) ] 参考光: 可利用置于前焦面上的点光源产生，设其位置坐标为 (-b,0)，数学表述为δ 函数： R( x , y ) = R δ ( x + b , y )
用照明光波 C ( x , y ) = C 0 ( x , y ) exp [ jfc ( x , y ) ] 照射全息图 透过H后的光场复振幅 U’( x , y ) = C ( x , y )· tH ( x , y )
信息光学第七章-光学全息ppt课件
引入一相干参考波，该参考波在H上产生 的复振幅分布为
R x,yr0x,yejrx,y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x ,y O x ,y R x ,y
对应的强度分布为
I x , y U x , y 2 O x , y 2 R x , y 2 O x , y R * x , y O * x , y R x , y
➢用共轭参考波照明
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2、波前记录与再现
✓用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为C(x,y)，
全息图的透射光场分布为 U t x , y C t x , y C t b C O 2 C O R * C O * R U 1 U 2 U 3 U 4
4、基元全息图分析
✓全息图可看作是很多基元全息图的线性组合，了解基元全息图的结构和
作用对于深入理解整个全息图的记录和再现机理非常有益。 空域方法是把物体看作一些相干点源的集合，物光波前是所有点源发出的 球面波的线性叠加。每一个点源发出的球面波与参考波干涉，记录的基元 全息图称为基元波带片； 频域方法是把物光波看作由很多不同方向传播的平面波分量的线性叠加， 每一个平面波分量与参考平面波干涉而记录的基元全息图称为基元光栅。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
1、引言
✓全息发展简史
➢ 1948年 Dennis Gabor 提出 “波前重现” 理论
目的：改善电子显微镜的分辨率 光源：汞灯 效果：因光源相干性差，效果很不明显
R x,yr0x,yejrx,y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x ,y O x ,y R x ,y
对应的强度分布为
I x , y U x , y 2 O x , y 2 R x , y 2 O x , y R * x , y O * x , y R x , y
➢用共轭参考波照明
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2、波前记录与再现
✓用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为C(x,y)，
全息图的透射光场分布为 U t x , y C t x , y C t b C O 2 C O R * C O * R U 1 U 2 U 3 U 4
4、基元全息图分析
✓全息图可看作是很多基元全息图的线性组合，了解基元全息图的结构和
作用对于深入理解整个全息图的记录和再现机理非常有益。 空域方法是把物体看作一些相干点源的集合，物光波前是所有点源发出的 球面波的线性叠加。每一个点源发出的球面波与参考波干涉，记录的基元 全息图称为基元波带片； 频域方法是把物光波看作由很多不同方向传播的平面波分量的线性叠加， 每一个平面波分量与参考平面波干涉而记录的基元全息图称为基元光栅。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
1、引言
✓全息发展简史
➢ 1948年 Dennis Gabor 提出 “波前重现” 理论
目的：改善电子显微镜的分辨率 光源：汞灯 效果：因光源相干性差，效果很不明显
全息投影技术 ppt课件
全息影柜原理示意图 14
五大亮点四大优 势
➢ 将展示的产品配合成像逼真的立体特效重叠于一个空间中呈现，做成以假乱真的效 果，带给人们视觉上强烈的冲击。主要应用于购物中心的高端精致商店展示、或者 作为装潢设计风格的体现、房地产行业应用展示、甚至发布会中作为布置的亮点运 用。@
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目录 catalogue
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#1
全息投影
#2
幻影成像
#3
全息展柜
#4
高清投影 膜
全息投影技术
➢ 将幻影成像系统配合专业的灯光设计，把播放的视讯呈现于立体空间之中，而 配合音响系统及控制系统，即可以实现大型的梦幻演出，绘声绘色，虚幻莫测 ，非常直观的给人留下深深地印象。
幻影像
幻影舞台
全息影柜
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2.1 幻影舞台
➢ 舞台幻影成像技术以宽银幕的环境 、场景模型和灯光的变换为背景， 使用投影机播放特殊的3D全息视频 ，经由透明全息半透膜的光学反射 ，将活动人像叠加进场景之中，构 成了动静结合的影视画面。再加以 声光电控制系统的渲染，构成气势 磅礴的全息幻影舞台。
全息投影技术
——
1
目录 catalogue
#1
全息投影
#2
幻影成像
#3
互动投影
#4
高清投影 膜
精品资料
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
全息投影
#2
幻影成像
#3
互动投影
#4
高清投影 膜
全息投影技术
第十六讲多种全息图及全息衍射效率的计算.
傅里叶变换全息图记录原理
• 设物光波为
Ox0 , y0 O0 x0 , y0 exp j0 x0 , y0
• 参考光可利用置于前焦面上的点光源产生，设其位置坐标为(-b,0)， 数学表述为一个δ 函数： R ( xo , yo ) = R0 δ ( xo + b , yo ) • 经透镜变换后到达干板处的光振动是它们的傅里叶频谱之和：
再现时若用原参考光照明，则正、负一级像为：
U 1 x R exp jφr x t H 1 x
jkR O x,y exp jφo exp- j φo -φr
• 式中第一项是原始像，第二项是共轭像
全息图衍射效率的定义
• 全息图的衍射效率定义为：衍射成像光波的光通量与再现时照明 光的总光通量之比。 • 衍射效率越高，表示成像光波的光能量越大，全息再现像则越明 亮。上述定义用公式表示为：
η = 衍射成像光通量 / 再现光总光通量 • 以下就振幅型和位相型两种全息图的衍射效率作一分析
振幅平面全息图衍射效率
• 正弦型振幅全息图，其振幅透射率函数表达为 tH（x，y）= t0（x，y）+ t1（x，y）cos（2π fxx） = t0 + (t1/2)[ exp( j2π fxx）+ exp( -j2π fxx）] • 式中t0为平均透射系数；t1是调制幅度，其大小与与记录时参物 光强比以及记录介质的调制传递函数有关。理想条件下，t0 = 1/2 ，t1=1/2 • 当用振幅为a的照明光对全息图再现时，其正负一级衍射光的振幅 应为 U+1 = a t1 / 2 = a / 4 • 衍射效率是对强度而言，因而由定义可知，其最佳衍射效率为
人体全息图讲解
症状：心悸失眠、 症状：腹胀、纳
唤新妍之辩证识人（六腑）
胆 小肠 症状：腹胀、肠
鸣、腹痛、腹泻等
胃 症状：胃胀、胃
大肠 症状：便秘、便
膀胱 症状：尿频、尿
急、尿痛、尿闭等。
症状：口苦、易
惊、偏头痛等
溏、便血、腹痛、 痛、恶心、呃逆等。 腹胀等。
小肠区长 面诊：胃区长痘、 痘、过敏、口周发 面诊：胆区长痘、 面诊： 痘、长斑、面色发 毛孔组大、酒糟鼻、 痘、长斑、干燥等。 长斑、面色发暗等。 黑等。
起于涌泉 （井穴）止 于阴谷（合 穴） 疾病：遗尿 阳痿，月经 不调，补脾 益肾，温阳 利湿，盗汗， 腰疾。
起于大墩 （井穴）止 于阴包，曲 泉（合穴） 疾病：理气 止痛，补益 肾气，头昏 目眩心烦中 风，利下，
脏腑辨证之五脏
肝
抑郁烦躁 胸胁胀痛 少腹胀痛 头晕目眩 巅顶痛 抽搐震颤 目疾 月经不调 睾丸疼痛
便秘，自愈力恢复后，一段时间内会有排黑色便的现象，这是长期积存在肠内
的宿便被清除的好现象。 肿瘤，自愈力修复后，必将使肿瘤坏死的组织稀释成为血水排出体外，就会出 现吐血、便血、尿血的现象。
修复反应调理对策
使用唤新妍操作后，出现修复反应，是疾病好转治愈的过程，应顺其自然， 不必做特殊处理，更不需要到医疗机构打针输液，把症状压下去，抑制毒 素的排出。不然久而久之会酿成慢性疾病甚至绝症。
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二、修复受损基因反应：万病之源——基因受损
使用唤新妍后，其微粒子通过细胞膜进入细胞内，到达染色体，作用于DNA，对受损
的DNA进行修复，与受损基因紊乱的电磁波共振、叠加、修整，并增加能量，形成新
的环境。这时就出现修复基因的反应，于是再次出现症状，甚至陈年老病受损的基因 也进行修复。
各种全息图及其应用
还可用图形发生器、光绘仪、显微密度仪、激光光束扫描 记录装置等来制作振幅型计算全息图
对于浮雕型位相计算全息图（如相息图），由于只记录物 的位相信息，因此还必须用光刻机、离子束刻蚀机或电子 束刻蚀机等制作
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计算全息图的再现
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0
6
计算全息图的再现方法是根据全息图类型来确定的
用干涉编码法制作的傅里叶变换全息图，可以用下图所 示的光学系统来再现。用置于处的点光源通过透镜L1生成 平行光，照明透镜L2前焦面上的计算全息图H，在透镜L2 后焦面处光轴上观察再现像
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卤化银乳胶的感光特性
1 9
0
6
照片的光密度D与曝光量的对数lgE之间的关系曲线，简称H-D曲 线 可大致分为五段：灰雾区；趾部；线性区；饱和区；过饱和区 照相多用线性区。设CD段的斜率为tg，常用胶片的 值表示之： = tg 也常称为反差系数， 值越高 说明反差越大。 值的大小除与 胶片型号有关外，还与曝光量 和显影条件有关。选择合适的参 数，可获得预期的 值。
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卤化银乳胶的分辨率和信噪比
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分辨率：乳胶能记录的空间光强度变化的最小周期，单位 通常用“线对/mm”。分辨率的高低取决于卤化银颗粒的大 小外，还与曝光量和显影条件等有关。用稀释显影法可以 提高乳化银乳胶的分辨率 信噪比 通常表示为“S/N”，S和N分别表示信号和噪声的光强度 形成噪声的因素很多：有光散射；显影液选择不当；显影 速度过快；漂白处理不当 提高信噪比的途径：尽可能减小颗粒尺寸；选择适当的显 影液和显影速度 书中表5.4列出了国内常用的几种卤化银乳胶板的主要性能指 标。
式中M、N分别为X方向和Y方向的抽样单元数，Δx和Δy为 物体的空间宽度，Δfx和Δfy为物的频带宽度
各种全息图及其应用
信息的编码
• 到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅信 息和位相信息；
• 将二维光场复振幅分布变换为全息图的二维透过率函数 分布的过程，称为计算全息的编码。
• 计算全息的编码主要为如下两大类： 一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全
息图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编 码方式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图 称为干涉型计算全息图。（缺点：参考光波的加入增加 了空间带宽积，因此全息图上的抽样点数必须增加） 分别对振幅和相位编码（计算全息所特有的：迂回位相 法）。
迂回位相信息编码方法
• 迂回位相用全息图上两个独立的参量来编码物函数的振幅和位相 • 由于这两个独立参量均为非负的实数，因而可用一般的记录介质
记录。 • 这种方法是在一个抽样单元内用一个长方形透明孔来反映物函数
在这一点的值。孔的宽度Bmn是一个常量，令其高度Hmn与物函 数归一化振幅成正比，孔的中心点离抽样点的距离 dmn与其位相 成比例
物信息的采集
• 物光信息的采集是指确定物光信息的函数形式，一般表 现为复振幅透射率函数（或反射率函数）
• 对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行 数据采集
• 对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键 盘输入计算机
• 物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间 带宽积，即满足关系式 M·N ≤ Δx·Δy·Δfx·Δfy
• 卤化银乳胶板曝光后的化学处理是很重要的环节，其过程 为：显影—水洗—停显—定影—水洗—干燥。
（1）显影： D-19是最常用的高反差显影剂，显影时间2-5分钟。 D-76是 一种低调显影剂，适用于曝光量范围很宽的傅里叶变换全息图。
（2）停显：一般用水冲洗即可达停显效果，但用停显液效果更好。 （3）定影：常规的定影液是F-5，时间在5分钟以上。 （4）水洗：目的是清除底片上的定影液和其他物质，必须充分（5）干
6.2 同轴全息与离轴全息图
全息技术最早是应用在照相上的。它实际上是利用了光的干涉原理。 把物体特有的光波资讯记录在感光材料上，经过显影定影处理後， 得到一张全息图。这张全息图上面是没有图像的。要想看到图像， 就是要使光波重现。重现的图像与原物一模一样，如同透过窗口观 看外面的景物一样。移动眼睛可以看到物体的不同侧面。观看前後 不同距离的景物时，效果更加出色，与看话剧演出没什麼两样。
t x , y t 0 I x , y
t b O x , y R O x , y RO x , y
2
全息干板记录下来后，经过显影、定影，即得到全息图！
2. 再现光路
用振幅为C的平面波垂直入射全息图，则透射光场为：
U3表示正比于原始散射波 O x , y ，看起来是从原始物体的 一个虚象发出的，如图所示。 U4正比于O*(x,y) ，它将形成一个实象，位于透明底片和虚象 相反的另一面，离底片的距离为z0。 结论：同轴全息图同时产生物体透射率变化 t x0 , y0 的实象和虚象，两个像的中心都在全息图的轴上。我们将 这两个像称为孪生像。它们相隔距离为2z0，并且有一个 相干背景伴随出现。
平均透射率，相当 于参考光，即上图 的直接透射波。
表示在平均透射率上下的 变化，相当于物光波，即 图中的衍射波。
条件：
t t0
投射到离物体距离为z0处的照相底片上的光强为：
I x, y R O x, y
2
注：因为R具有均匀性，因此用R表示参考光即可，不写R(x,y)。 在线性记录条件下，所得到的全息图的振幅透过率为：
2
经过显影、定影后，得到全息图！
2. 再现光路
把一束振幅为C的均匀平面波垂直入射到全息图，如图示， 透射光场为
平面全息图
ℛ = R0 exp[ j2ub]
第二项
ℱ -1{ℛℛ * } = ℱ -1{ R02 } = R02 （x’，y’）
是位于原点的亮点
Made by Lee
第三项
ℱ -1{ℚ ℛ * }
ℛ = R0 exp[ j2ub]
= ℱ -1{ℚ } ℱ -1{ℛ * }
= O（x’，y’） R0 （x’-b，y’）
Made by Lee
3、记录与再现光路（离轴型）: 记录 再现
O（x,y） H
R（x,y）
O’（x,y ）
H C（x,y）
Made by Lee
二、夫琅和费全息图
1、夫琅和费近似条件：
2 2 z0 ( x0 y0 )
2、夫琅和费全息图特点：
物体特征： 二维透射型物体，即平面漫射体 物与干板距离满足夫琅和费近似条件 记录与再现： 激光记录，激光再现 物光波特征： 是物体的夫琅和费衍射波，
G( u,v ) — 频谱 ，傅里叶谱，角谱
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重要结论： 利用凸透镜的傅里叶变换功能，
可以方便地实现二维图象的 光学傅里叶 变换
将二维图象置于透镜前焦面上，可
在透镜后焦面上得到它的 傅里叶正变换
在透镜后焦面取反射坐标，可实现
二维图象的 光学傅里叶逆变换
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曝光波长
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一、菲涅耳全息图
1、菲涅耳近似条件：
z 3 [( x x )2 ( y y )2 ]2max 0 0 0 4
x,y
O(xo, yo) R(xr,yr)
0
【精选】图像的全息显示PPT资料
彩虹全息方法制作三维彩色全息
光源记录全息图，再以与原参考光一致的再现激光照明全 将工作镍板包在模压机加热滚筒上，通过滚压的方式将金属板上的条纹压在薄膜上。
用彩虹全息方法记录二维彩色照片的方法如下图示。
息图得到与原记录物光完全一致的再现光 (狭缝一般取3~10mm)
模压复制是将金属板上的条纹压印到热塑性薄膜材料上，形成模压全息图 人眼光轴调节实现双眼视差的计算机设计立体图片 360 合成全息的再现光路 彩虹全息实现彩色全息在一张全息记录材料上记录三张彩虹全息图，它们分别是三基色全息图像，三基色中的每一基色对应的狭缝在
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两步法彩虹全息图的记录
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H2
I
H1
H2
红色狭缝像
I 蓝色狭缝像
H2置于H1的衍射实像附近，实像上的每一点的信息均被限制在不同的窄 条区域上，实现了线全息图
另一方面，每一线全息图的物光均来自同一狭缝，当H2由共轭光路再现 时，每一线全息图的同一波长衍射光将会聚同一狭缝位置
所以带狭缝的两步记录方法满足了彩虹全息的两个必要条件，实际上， 狭缝S可以看成是H2的物，共轭再现H2时，将会再现出狭缝的实像， 图中只画出了红色和蓝色狭缝，人眼在狭缝的实像处观察，进入人眼瞳 孔仅是单色光，看到的是单色的清晰图像
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合成全息技术
19 06
用全息技术还可以实现体视三维显示，这一技术称为合 成全息，或准三维显示 它的基本方法是将一系列从不同角度拍摄的普通二维相 片通过全息记录的方法记录在一张全息软片或干板上 当用白光再现全息图时，人的双眼观察到的是不同角度 二维相片，以人眼的双眼视差实现三维显示
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二维图片的记录
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彩虹全息图的像质
19 06
（1）单色性：单色性描述全息像的色彩纯度，衍射光波长范围在 至+内，/称为全息像的单色性，狭缝窄，观察距离远， 参考光入射角度大，获得的单色性较好。 （2）色模糊：在人眼的分辨限度内,|I|=1mm, 前后景深可达 100mm。
光源记录全息图，再以与原参考光一致的再现激光照明全 将工作镍板包在模压机加热滚筒上，通过滚压的方式将金属板上的条纹压在薄膜上。
用彩虹全息方法记录二维彩色照片的方法如下图示。
息图得到与原记录物光完全一致的再现光 (狭缝一般取3~10mm)
模压复制是将金属板上的条纹压印到热塑性薄膜材料上，形成模压全息图 人眼光轴调节实现双眼视差的计算机设计立体图片 360 合成全息的再现光路 彩虹全息实现彩色全息在一张全息记录材料上记录三张彩虹全息图，它们分别是三基色全息图像，三基色中的每一基色对应的狭缝在
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两步法彩虹全息图的记录
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H2
I
H1
H2
红色狭缝像
I 蓝色狭缝像
H2置于H1的衍射实像附近，实像上的每一点的信息均被限制在不同的窄 条区域上，实现了线全息图
另一方面，每一线全息图的物光均来自同一狭缝，当H2由共轭光路再现 时，每一线全息图的同一波长衍射光将会聚同一狭缝位置
所以带狭缝的两步记录方法满足了彩虹全息的两个必要条件，实际上， 狭缝S可以看成是H2的物，共轭再现H2时，将会再现出狭缝的实像， 图中只画出了红色和蓝色狭缝，人眼在狭缝的实像处观察，进入人眼瞳 孔仅是单色光，看到的是单色的清晰图像
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合成全息技术
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用全息技术还可以实现体视三维显示，这一技术称为合 成全息，或准三维显示 它的基本方法是将一系列从不同角度拍摄的普通二维相 片通过全息记录的方法记录在一张全息软片或干板上 当用白光再现全息图时，人的双眼观察到的是不同角度 二维相片，以人眼的双眼视差实现三维显示
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二维图片的记录
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彩虹全息图的像质
19 06
（1）单色性：单色性描述全息像的色彩纯度，衍射光波长范围在 至+内，/称为全息像的单色性，狭缝窄，观察距离远， 参考光入射角度大，获得的单色性较好。 （2）色模糊：在人眼的分辨限度内,|I|=1mm, 前后景深可达 100mm。
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各种类型全息图的最大衍射效率
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计算全息
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计算全息将计算机技术与光全息术结合起来，可以实现光 学全息术无法实现或难以实现的某些特殊功能。 光全息术是利用光的干涉原理，借助于参考光将物光波的 复振幅记录在感光材料上，能够实现这种记录的必要条件 是物体的真实存在 很多实际应用中理想的“物体”是很难制作，例如，用于 检测光学元件加工质量的标准件，用于光学信息处理的空 间滤波器，用于数据存储系统的相移器 计算全息发展极其迅速，已成功地应用在三维显示、空间 滤波、光学信息存储和激光扫描等诸多方面
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若把条纹面看作反射镜面，则只有当相邻条纹面的反射光 的光程差均满足同相相加的条件，即等于光波的一个波长 时，才能使衍射光达到极强。 若波长和角度稍有偏移，衍射光强将大幅度下降，并迅速 降为零。 特殊的应用前景： ➢ 体全息图可以用白光再现。因为在由多种波长构成的复合 光中，仅有一种波长即与记录光波相同波长的光才能达到 衍射极大，而其余波长都不能出现足够亮度的衍射像，避 免了色串扰的出现。 ➢ 体全息图可用于大容量高效率全息存储。因为当照明光角 度稍有偏离，便不能得到衍射像，因而可以以很小的角度 间隔存储多重三维图象而不发生象串扰
11
物信息的采集
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物光信息的采集是指确定物光信息的函数形式，一般表现 为复振幅透射率函数（或反射率函数） 对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数 据采集 对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘 输入计算机 物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间带 宽积，即满足关系式
13
信息的编码
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到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅信息 和位相信息； 将二维光场复振幅分布变换为全息图的二维透过率函数分 布的过程，称为计算全息的编码。 计算全息的编码主要为如下两大类： ➢ 一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全息 图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编码方 式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图称为干 涉型计算全息图。（缺点：参考光波的加入增加了空间带 宽积，因此全息图上的抽样点数必须增加） ➢ 分别对振幅和相位编码（计算全息所特有的：迂回位相 法）。
各种全息图及其应用
体积全息图
计算全息
1
全息记录介质
906
1
体积全息图
19 0 6
当用于全息记录的感光胶膜厚度足够厚时，它在物光和参考光 的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，这种全息图 在再现过程中将主要显示出体效应，与前一节所介绍的平面全 息图的特点有很大差别。这一类全息图称为体积全息图
体积全息图胶膜厚度满足关系式 h nd
10
计算全息图的制作
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计算全息图的计算机制作分为五步： ➢ 对物光信息的采集：对于实际存在的物体，可利用扫描仪
或数字摄像机进行数据采集。而对于那些实际不存在的物 体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机 ➢ 抽样：用抽样定理将物函数离散化，得到物体或者波面再 离散样点上的值，取抽样单元数不超过物的空间带宽积 ➢ 计算：计算物函数再全息平面上的光场分布 ➢ 编码：（两种途径）干涉的计算机仿真和迂回位相法 ➢ 存储：用计算机绘图仪直接画在纸上，然后用精密照相翻 拍在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸
(1 2 ) / 2
体光栅常数Λ 应满足关系式
2sin 式中λ为光波在介质内传播的波长。
体积全息图对光的衍射作用与布喇格（Bragg）对晶体的X 射线衍射现象所作的解释十分相似，因而常借用所谓的 “布喇格定律”来讨论体积全息图的波前再现. 上式称为“布喇格条件”，角度θ称为“布喇格角”。
4
体全息图对角度和波长的选择性
M·N ≤ Δx·Δy·Δfx·Δfy
式中M、N分别为X方向和Y方向的抽样单元数，Δx和Δy为
物体的空间宽度，Δfx和Δfy为物的频带宽度
12
物信息的处理
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计算傅里叶变换全息图：被记录的复数波面是物波函数的傅 立叶变换。必须使用计算机完成物函数的傅里叶变换（借助 快速傅立叶变换算法完成），得到全息图平面的光场复振幅 函数。计算全息多采用傅里叶变换全息图。 计算菲涅耳全息图：被记录的复数波面是物体发出的菲涅耳 衍射波。须计算物函数经菲涅耳衍射到达全息图的复振幅分 布，再将该复振幅分布编码成全息图的透过率变化。 计算像全息：被记录的复数波面是物波函数本身或者其几何 像。只需由计算机完成物函数的坐标缩放变换与抽样。 全息图平面上函数的抽样数不得少于物函数的抽样数
式中d表示干涉条纹周期，n为记录介质的折射率，为记录波
长
2
体积全息图的记录
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先讨论物光波和参考光波都是平面波的情形。根据光的 干涉原理，在记录介质内部应形成等间距的平面族结构， 称为体光栅，如下图示
3
布喇格定律与布喇格条件
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条纹面应处于R 和 O两光夹角的角平分线，它与两束光的 夹角θ应满足关系式：
➢ 反射体全息能避免色串扰的出现，是一种较好的白光再现全息图，用白 光再现反射体全息时 ，只能得到单色再现像
➢ 由于记录介质在后处理过程中发生乳胶的收缩，条纹间隔变小，使再现 像波长发生“兰移”
体积全息图的衍射效率
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体积全息图衍射效率的定义平面全息图衍射效率的定义 相同 科格尼克（Kolgenik）在1969年提出的耦合波理论，以 麦克斯韦方程组为基础，根据记录介质的电学或光学常 数被调制的情况，直接解方程组，求出衍射效率的公式 体积全息图的分类无论是透射体全息还是反射体全息都 可依据书中表5.2所示的方法进行 “无吸收位相全息图”是指记录介质的吸收可以忽略的 情形 “混合型全息图”是指既包含有振幅调制又包含有位相 调制的全息图。 余弦位相型体积全息图衍射效率最大
5
透射体全息
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透射体全息图的情形：
物光和参考光从介质的同侧射入，介质内干涉面几乎与介质表面垂直 ，因而再现时表现为较强的角度选择性。当用白光再现时，入射角度 的改变将引起再现像波长的改变
6
反射体全息
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反射体全息图的情形：
➢ 物光和参考光从介质的两侧相向射入，介质内干涉面几乎与介质表面平 行，再现时表现为较强的波长选择性
各种类型全息图的最大衍射效率
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计算全息
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计算全息将计算机技术与光全息术结合起来，可以实现光 学全息术无法实现或难以实现的某些特殊功能。 光全息术是利用光的干涉原理，借助于参考光将物光波的 复振幅记录在感光材料上，能够实现这种记录的必要条件 是物体的真实存在 很多实际应用中理想的“物体”是很难制作，例如，用于 检测光学元件加工质量的标准件，用于光学信息处理的空 间滤波器，用于数据存储系统的相移器 计算全息发展极其迅速，已成功地应用在三维显示、空间 滤波、光学信息存储和激光扫描等诸多方面
19 0 6
若把条纹面看作反射镜面，则只有当相邻条纹面的反射光 的光程差均满足同相相加的条件，即等于光波的一个波长 时，才能使衍射光达到极强。 若波长和角度稍有偏移，衍射光强将大幅度下降，并迅速 降为零。 特殊的应用前景： ➢ 体全息图可以用白光再现。因为在由多种波长构成的复合 光中，仅有一种波长即与记录光波相同波长的光才能达到 衍射极大，而其余波长都不能出现足够亮度的衍射像，避 免了色串扰的出现。 ➢ 体全息图可用于大容量高效率全息存储。因为当照明光角 度稍有偏离，便不能得到衍射像，因而可以以很小的角度 间隔存储多重三维图象而不发生象串扰
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物信息的采集
19 0 6
物光信息的采集是指确定物光信息的函数形式，一般表现 为复振幅透射率函数（或反射率函数） 对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数 据采集 对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘 输入计算机 物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间带 宽积，即满足关系式
13
信息的编码
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到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅信息 和位相信息； 将二维光场复振幅分布变换为全息图的二维透过率函数分 布的过程，称为计算全息的编码。 计算全息的编码主要为如下两大类： ➢ 一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全息 图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编码方 式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图称为干 涉型计算全息图。（缺点：参考光波的加入增加了空间带 宽积，因此全息图上的抽样点数必须增加） ➢ 分别对振幅和相位编码（计算全息所特有的：迂回位相 法）。
各种全息图及其应用
体积全息图
计算全息
1
全息记录介质
906
1
体积全息图
19 0 6
当用于全息记录的感光胶膜厚度足够厚时，它在物光和参考光 的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，这种全息图 在再现过程中将主要显示出体效应，与前一节所介绍的平面全 息图的特点有很大差别。这一类全息图称为体积全息图
体积全息图胶膜厚度满足关系式 h nd
10
计算全息图的制作
19 0 6
计算全息图的计算机制作分为五步： ➢ 对物光信息的采集：对于实际存在的物体，可利用扫描仪
或数字摄像机进行数据采集。而对于那些实际不存在的物 体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机 ➢ 抽样：用抽样定理将物函数离散化，得到物体或者波面再 离散样点上的值，取抽样单元数不超过物的空间带宽积 ➢ 计算：计算物函数再全息平面上的光场分布 ➢ 编码：（两种途径）干涉的计算机仿真和迂回位相法 ➢ 存储：用计算机绘图仪直接画在纸上，然后用精密照相翻 拍在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸
(1 2 ) / 2
体光栅常数Λ 应满足关系式
2sin 式中λ为光波在介质内传播的波长。
体积全息图对光的衍射作用与布喇格（Bragg）对晶体的X 射线衍射现象所作的解释十分相似，因而常借用所谓的 “布喇格定律”来讨论体积全息图的波前再现. 上式称为“布喇格条件”，角度θ称为“布喇格角”。
4
体全息图对角度和波长的选择性
M·N ≤ Δx·Δy·Δfx·Δfy
式中M、N分别为X方向和Y方向的抽样单元数，Δx和Δy为
物体的空间宽度，Δfx和Δfy为物的频带宽度
12
物信息的处理
19 0 6
计算傅里叶变换全息图：被记录的复数波面是物波函数的傅 立叶变换。必须使用计算机完成物函数的傅里叶变换（借助 快速傅立叶变换算法完成），得到全息图平面的光场复振幅 函数。计算全息多采用傅里叶变换全息图。 计算菲涅耳全息图：被记录的复数波面是物体发出的菲涅耳 衍射波。须计算物函数经菲涅耳衍射到达全息图的复振幅分 布，再将该复振幅分布编码成全息图的透过率变化。 计算像全息：被记录的复数波面是物波函数本身或者其几何 像。只需由计算机完成物函数的坐标缩放变换与抽样。 全息图平面上函数的抽样数不得少于物函数的抽样数
式中d表示干涉条纹周期，n为记录介质的折射率，为记录波
长
2
体积全息图的记录
19 0 6
先讨论物光波和参考光波都是平面波的情形。根据光的 干涉原理，在记录介质内部应形成等间距的平面族结构， 称为体光栅，如下图示
3
布喇格定律与布喇格条件
19 0 6
条纹面应处于R 和 O两光夹角的角平分线，它与两束光的 夹角θ应满足关系式：
➢ 反射体全息能避免色串扰的出现，是一种较好的白光再现全息图，用白 光再现反射体全息时 ，只能得到单色再现像
➢ 由于记录介质在后处理过程中发生乳胶的收缩，条纹间隔变小，使再现 像波长发生“兰移”
体积全息图的衍射效率
19 0 6
体积全息图衍射效率的定义平面全息图衍射效率的定义 相同 科格尼克（Kolgenik）在1969年提出的耦合波理论，以 麦克斯韦方程组为基础，根据记录介质的电学或光学常 数被调制的情况，直接解方程组，求出衍射效率的公式 体积全息图的分类无论是透射体全息还是反射体全息都 可依据书中表5.2所示的方法进行 “无吸收位相全息图”是指记录介质的吸收可以忽略的 情形 “混合型全息图”是指既包含有振幅调制又包含有位相 调制的全息图。 余弦位相型体积全息图衍射效率最大
5
透射体全息
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透射体全息图的情形：
物光和参考光从介质的同侧射入，介质内干涉面几乎与介质表面垂直 ，因而再现时表现为较强的角度选择性。当用白光再现时，入射角度 的改变将引起再现像波长的改变
6
反射体全息
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反射体全息图的情形：
➢ 物光和参考光从介质的两侧相向射入，介质内干涉面几乎与介质表面平 行，再现时表现为较强的波长选择性