彩虹全息图
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
14
第九章 第2节
第二步
彩虹全息图
制作彩虹全息图 H2 以 H1 的共轭实像为“物”， 通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2 O’ H2
记录
S
R1*
R2
H1
再现 15
第九章 第2节
彩虹全息图
用单色光再现（共轭光） R2* (单色光） H2 S’
再现
16
第九章 第2节
彩虹全息图
用白光再现（共轭光） R2* (白光) H2 红黄 绿蓝 紫
3
概念 回放
白光再现反射全息
—— 丹尼苏克 全息图
Denisyuk hologram
记 录 光 路 H
Laser
仅当
再现像 特点 λ=λ0 时 满足 布喇格条件
白光
H
4
单 色 像
白光再现反射全息
属性
反射型 体积全息图
记录条件
激光记录
选择反射率较高的物体
干板胶面朝向物体
物体尽量靠近干板
再现照明条件
再现
彩 虹 像
狭缝像
回顾
17
第九章 第2节
彩虹全息图
（1978年 陈选、杨振寰）
4、一步彩虹全息
记录
激光 O S R
S’
z
L
O’
H
再现
18
第九章 第2节
彩虹全息图
采用 原光路 再现 R (白光)
再现
红黄 绿蓝 紫
H
彩 虹 像
O’
19
第九章 第2节
彩虹全息图
一步彩虹全息 和 二步彩虹全息 的比较：
白光照明再现
再现像特点
单色再现像，波长与记录波长相同
用 途
白光反射全息技术是实现 彩色全息 的重要基础
5
像面全息
方法一 —
概念 回放
透射型
R O’
透镜成像法（一步法）—
L
记录
O
H C=白光 O’
再现
wk.baidu.com
原光路再现
H
6
概念 回放
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
记录
第1步 记录菲涅耳全息图 用平行参考光
移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再
会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。
图10示
第九章 第2节
白光
彩虹全息图
图 示
H
11
第九章 第2节
彩虹全息图
彩虹全息术
1、概述 历史的回顾
1969年 1978年 以后 Benton（本顿）发明了二步彩虹全息 陈选、杨振寰（美籍华人）发明了一步彩虹全息 使方法简化，噪声降低 为扩大视场角、降低噪声，众多技术相继出现
21
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
观察彩虹全息：眼睛 (光学系统的一部分) 彩虹全息图像质评价 单色性 色模糊 线模糊 衍射受限 全息像差
22
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 单色性
E ’ E α
F’ a F
aD ze sin r
描述人眼看到的全息像的色彩纯度
2
第九章 第1节
引言
激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
反射全息 像面全息 彩虹全息 真彩色全息术
White Light Reflective Holography
Image Plane Holography Rainbow Holography
Full Color Holography
1）一步彩虹全息制作简单，噪声小，但视场较小； 2）二步彩虹全息制作复杂，噪声较大，但视场大。
彩虹全息图的特点：
1）可以用白光再现； 2）再现像呈现彩虹状的彩色，但再现像的色彩与原物体 的 色彩无关，而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如：用白炽灯照明和用日光灯照明， 得到的彩虹效果有很大差异。 3）彩虹全息属于假彩色全息。 20
如： 条形散斑屏法
零光程差法
移动法
像散彩虹全息法
与计算机技术相结合的更先进的方法，等
应用领域十分广泛
12
第九章 第2节
彩虹全息图
2、二步彩虹全息
第一步
记录
制作菲涅耳全息图 H1
第二步
制作彩虹全息图 H2
13
第九章 第2节
第一步
彩虹全息图
制作菲涅耳全息图 H1 激光
记录
R1 为 平行参考光
R1
H1
第九章 第2节
彩虹全息图
记录彩虹全息图需注意的问题：
1）狭缝的宽度应选择适当: ☆ 狭缝过宽，再现时各波长对应的衍射区展宽， 引起“混频”，像的单色性差； ☆ 狭缝过窄，像的单色性好，色彩鲜艳，但光能量损失较大。 ☆ 增加曝光时间，对系统的稳定度要求提高。 2）注意狭缝的放置方位: ☆ 狭缝应垂直于光路平面。 3）注意物体的放置方位: ☆ 为了保证再现像是正立的，记录时，物体应“卧”在 光路平面内，即与狭缝相垂直。
第2步 共轭再现H1 记录像面全息图
O
O’ R1*
H1
z R1 z H2 R2 H1
返回3
7
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
R2 *＝白光 O’
再现
采用
共轭再现 为什么要用 共轭再现？？？ z H2
8
像面全息
两种方法的优缺点
一步法
方法简便
视场角小（受透镜孔径限制）
可用于多重像的多角度存储 噪声小 方法较一步法复杂 噪声大 视场角大 可通过增大 H1 相对 H2 的张角实现
第九章 图像的全息显示
全息技术研究方向及应用领域
光计算机 轻型化 航空航天
全息元件
多功能化
智能武器
智能机器人
全 息
全息检测
无损检测 （用于工程领域）
全息显示
立体图画
全息动画
全息电影
模拟军事演习
全息存储
1
第九章
第1节
引言
全息显示
假彩色显示 真彩色显示
合成全息显示
全息图像显示方法
激光记录，激光再现 激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
9
二步法
概念 提示
彩虹全息
彩虹全息的发明思路
普通全息图为什么不能用白光再现？
是由于不同波长的再现像错位重叠，发生色模糊 和像模糊所致。
能否设法把再现光波压缩在空间很窄的一个条
形区域里，不同的波长占据空间不同的区域。
当用白光照明时眼睛处在空间某一个位置，只
能看到一种波长的再现像。
狭缝宽度 a：大小适度，3~10mm
像点距离 z0: z0=0，色模糊为零 即像面全息图 人眼瞳孔D: 越小越好
24
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 线模糊
再现光源不是点光源，而引起全息像的模糊
C I c z0 lc
• 衍射受限
人眼的分辨率限度（角分辨率1'）
y
ΔH
y1 A O’ B D
ΔH O
zo ze
O
zo ze
z
线全息图宽度与狭缝 宽度关系
彩虹全息色散分析
23
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 色模糊
再现光存在线宽，再现像点会被扩展而变得模糊
观察距离 ze: 明视距离，一般不变
Da I z0 ze
人眼的分辨率限度 （角分辨率1'）
第九章 第2节
第二步
彩虹全息图
制作彩虹全息图 H2 以 H1 的共轭实像为“物”， 通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2 O’ H2
记录
S
R1*
R2
H1
再现 15
第九章 第2节
彩虹全息图
用单色光再现（共轭光） R2* (单色光） H2 S’
再现
16
第九章 第2节
彩虹全息图
用白光再现（共轭光） R2* (白光) H2 红黄 绿蓝 紫
3
概念 回放
白光再现反射全息
—— 丹尼苏克 全息图
Denisyuk hologram
记 录 光 路 H
Laser
仅当
再现像 特点 λ=λ0 时 满足 布喇格条件
白光
H
4
单 色 像
白光再现反射全息
属性
反射型 体积全息图
记录条件
激光记录
选择反射率较高的物体
干板胶面朝向物体
物体尽量靠近干板
再现照明条件
再现
彩 虹 像
狭缝像
回顾
17
第九章 第2节
彩虹全息图
（1978年 陈选、杨振寰）
4、一步彩虹全息
记录
激光 O S R
S’
z
L
O’
H
再现
18
第九章 第2节
彩虹全息图
采用 原光路 再现 R (白光)
再现
红黄 绿蓝 紫
H
彩 虹 像
O’
19
第九章 第2节
彩虹全息图
一步彩虹全息 和 二步彩虹全息 的比较：
白光照明再现
再现像特点
单色再现像，波长与记录波长相同
用 途
白光反射全息技术是实现 彩色全息 的重要基础
5
像面全息
方法一 —
概念 回放
透射型
R O’
透镜成像法（一步法）—
L
记录
O
H C=白光 O’
再现
wk.baidu.com
原光路再现
H
6
概念 回放
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
记录
第1步 记录菲涅耳全息图 用平行参考光
移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再
会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。
图10示
第九章 第2节
白光
彩虹全息图
图 示
H
11
第九章 第2节
彩虹全息图
彩虹全息术
1、概述 历史的回顾
1969年 1978年 以后 Benton（本顿）发明了二步彩虹全息 陈选、杨振寰（美籍华人）发明了一步彩虹全息 使方法简化，噪声降低 为扩大视场角、降低噪声，众多技术相继出现
21
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
观察彩虹全息：眼睛 (光学系统的一部分) 彩虹全息图像质评价 单色性 色模糊 线模糊 衍射受限 全息像差
22
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 单色性
E ’ E α
F’ a F
aD ze sin r
描述人眼看到的全息像的色彩纯度
2
第九章 第1节
引言
激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
反射全息 像面全息 彩虹全息 真彩色全息术
White Light Reflective Holography
Image Plane Holography Rainbow Holography
Full Color Holography
1）一步彩虹全息制作简单，噪声小，但视场较小； 2）二步彩虹全息制作复杂，噪声较大，但视场大。
彩虹全息图的特点：
1）可以用白光再现； 2）再现像呈现彩虹状的彩色，但再现像的色彩与原物体 的 色彩无关，而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如：用白炽灯照明和用日光灯照明， 得到的彩虹效果有很大差异。 3）彩虹全息属于假彩色全息。 20
如： 条形散斑屏法
零光程差法
移动法
像散彩虹全息法
与计算机技术相结合的更先进的方法，等
应用领域十分广泛
12
第九章 第2节
彩虹全息图
2、二步彩虹全息
第一步
记录
制作菲涅耳全息图 H1
第二步
制作彩虹全息图 H2
13
第九章 第2节
第一步
彩虹全息图
制作菲涅耳全息图 H1 激光
记录
R1 为 平行参考光
R1
H1
第九章 第2节
彩虹全息图
记录彩虹全息图需注意的问题：
1）狭缝的宽度应选择适当: ☆ 狭缝过宽，再现时各波长对应的衍射区展宽， 引起“混频”，像的单色性差； ☆ 狭缝过窄，像的单色性好，色彩鲜艳，但光能量损失较大。 ☆ 增加曝光时间，对系统的稳定度要求提高。 2）注意狭缝的放置方位: ☆ 狭缝应垂直于光路平面。 3）注意物体的放置方位: ☆ 为了保证再现像是正立的，记录时，物体应“卧”在 光路平面内，即与狭缝相垂直。
第2步 共轭再现H1 记录像面全息图
O
O’ R1*
H1
z R1 z H2 R2 H1
返回3
7
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
R2 *＝白光 O’
再现
采用
共轭再现 为什么要用 共轭再现？？？ z H2
8
像面全息
两种方法的优缺点
一步法
方法简便
视场角小（受透镜孔径限制）
可用于多重像的多角度存储 噪声小 方法较一步法复杂 噪声大 视场角大 可通过增大 H1 相对 H2 的张角实现
第九章 图像的全息显示
全息技术研究方向及应用领域
光计算机 轻型化 航空航天
全息元件
多功能化
智能武器
智能机器人
全 息
全息检测
无损检测 （用于工程领域）
全息显示
立体图画
全息动画
全息电影
模拟军事演习
全息存储
1
第九章
第1节
引言
全息显示
假彩色显示 真彩色显示
合成全息显示
全息图像显示方法
激光记录，激光再现 激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
9
二步法
概念 提示
彩虹全息
彩虹全息的发明思路
普通全息图为什么不能用白光再现？
是由于不同波长的再现像错位重叠，发生色模糊 和像模糊所致。
能否设法把再现光波压缩在空间很窄的一个条
形区域里，不同的波长占据空间不同的区域。
当用白光照明时眼睛处在空间某一个位置，只
能看到一种波长的再现像。
狭缝宽度 a：大小适度，3~10mm
像点距离 z0: z0=0，色模糊为零 即像面全息图 人眼瞳孔D: 越小越好
24
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 线模糊
再现光源不是点光源，而引起全息像的模糊
C I c z0 lc
• 衍射受限
人眼的分辨率限度（角分辨率1'）
y
ΔH
y1 A O’ B D
ΔH O
zo ze
O
zo ze
z
线全息图宽度与狭缝 宽度关系
彩虹全息色散分析
23
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 色模糊
再现光存在线宽，再现像点会被扩展而变得模糊
观察距离 ze: 明视距离，一般不变
Da I z0 ze
人眼的分辨率限度 （角分辨率1'）