为更加直观的了解传统全息记录的过程,用数学公式简单的表示记录过程, 定义物光的复振幅为:

O x, y O0 x, y exp io x, y  (3-1) 定义参考光的复振幅为:

R  x, y   R0  x, y  exp iR   x, y  (3-2) 其中 O0  x, y 、R0  x, y  是实数表示振幅分布。o  x, y  、R   x, y  也是实数,

表示相位分布。定义记录干涉条纹图样的全息干板为 H ,定义U x, y 为全息干 板上的总光场,则干涉场的振幅应该是物光波与参考光波两者相干叠加的结果,

所以:

U x, y O x, y R x, y 

曝光是的光强分布为:

式中 表示为复共轭。 O

 x, y 2 项表示为物光的强度分布, R

 x, y 2 项表示

为参考光的强度分布,2R0 x, y O0 x, y cosO R 项表示为干涉项,其中包括 了物光波波前的振幅和相位信息,参考物光的振幅和相位能够调制干涉项。参考

光可以使得原物体的物光波从相位分布转换成通过物光的叠加干涉形成的干涉 条纹记录在全息干板上的光强分布。

3。2 光学全息重现

正如上文所提到的,光全息技术的再现过程就是通过光的衍射原理对记录干 涉条纹的全息干板对原物波的再现过程,用一束参考光照射在全息干板而产生衍 射光波,这束参考光需要满足一定的条件才能再现全息图。来*自-优=尔,论:文+网www.youerw.com

定义一束参考光波 C 照射全息干板,则其复振幅可表示为:

C x, y C0 x, y exp iC x, y  (3-6) 全息图再现时,参考光 C 透过全息干板的光波复振幅 U 可以定义为:

U  CI  C OO   RR   COR   CO R

式(3-6)就是全息基本公式,公式中第一项代表直透过全息图的参考光,

第二项包含物光波 O,代表物体的原始像,第三项包含物光波的共轭像 O。 在全息再现中,再现参考光波一般来说都是运用原参考光或者参考光的共轭

光,则令

C x, y R x, y 或令 C x, y Rx, y 。当 C x, y Rx, y 时,式(3-6) 可写为

U  R I  R OO   RR    R 2 O  RO R

在公式(3-7)中的第三项 ROR 仅仅是比原物体的物光波的共轭光多了一 个常熟因子 RR 。我们可以让这样的情况更特殊一点,假设参考光选用单位强度

的平面垂直平行光,即 R R1,则公式(3-6)可以更进一步的简化:

由式(3-8)可知,是完全准确的共轭物光波,由此可知,参考光共轭物光 能够准确的再现出原物体的共轭实像。

4 数字全息技术

数字全息图实则就是传统光全息图与计算机的数字化结合的结果。数字全息 即使就是从光敏元件记录原物体物光波场,到以数字的形式存储全息图,最后数 字再现全息图,这样的一个过程,可以将数字全息术看作是一个数字化的相干光 学系统 7,这样的一个系统能够产生一个复波场,这个复波场就是折射或者衍射 原物体的波长所形成的像。

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