《光学信息复习》PPT课件

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1、内容第五章光全息术第六章空间光调制器第七章光信息存储技术第八章光学信息处理技术全息照相的特点和原理三维立体性：全息照片再现出来的像是三维立体的，全息照相不只记录物体的强度分布，而且要记录下传播到记录平面上的完整的物光波场，也就是指要同时记录振幅和位相。可分割性:全息图上的每一点都记录物体上所有发光点发出的光波的全部信息，因此全息照片的碎片照样能反映出整个物体的像来，并不会因为照片的破碎而失去像的完整性。重复记录：如再现光与参考光波面形状相同，只是相对全息图的入射角有偏离。偏离角小时仍出现再现像；随着角度的增大，再现像由畸变直至

2、消失。全息图只在一个有限的角度范围内能再现物波前。利用这一特性，可采用不同角度的参考光在同一张全息片上记录多重全息图，再现时只要依次改变再现光角度，便可依次显示出不同的像来。5.2波前记录与再现全息原理当人眼接收到不失真的物光波的全部信息，两眼产生视差，便看到了三维立体的物体。如果物体本身并不存在,则眼睛看到的“物光波”就成为“像”。许多光学系统的成像虽然具有三维立体性，却是“实时器件”，不能称为“照片”。只有那些没有实物存在时仍能显示出与实物一样的三维立体像的东西，才能称为“立体照片”。“立体照片”能将实物发出的物光波的全部

3、信息“冻结”其上，然后又能在特定的光照条件下将物光波“复活”，使其继续向前传播，人眼接收到这种“复活”了的物光波，便看到了物体的像。在全息术中把这种“立体照片”称为“全息图”。冻结的过程称为“波前记录”，“复活”的过程称为“波前记录”。全息波前再现HC全息波前再现是记录时被”冻结“在全息干版上的物光波前在特定条件下”复活“的过程。当用照明光波照射全息图时，分布在全息图上的细密条纹将发生衍射，部分衍射光波将会构成与原物波前完全相同的新的波前继续向前传播，形成三维立体像。需要说明的是，不是任意的照明光都能使物光波前获得再现，只有当

4、照明光满足一定条件时，才有可能获得三维立体像。傅里叶变换全息图这种全息图记录的并非物光波本身，而是物的傅里叶谱。第三章关于透镜的傅里叶变换性质说明，透镜后焦面的光场分布是其前焦面光场分布的傅里叶变换，可以利用透镜记录傅里叶变换全息图傅里叶变换全息图记录原理图物O(x，y)置于透镜前焦面，用平行光照明（这里的物一般以平面透明片为宜）在透镜L后焦面上得到它的傅里叶频谱将全息干板置于后焦面上，用斜入射的平行光作为参考光，记录傅里叶变换全息图体积全息图的记录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

5、等间距的平面族结构，称为体光栅，如下图示布拉格定律与布拉格条件条纹面应处于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：θ=(θ1-θ2)/2体光栅常数Λ应满足关系式2Λsinθ=λ式中λ为光波在介质内传播的波长。上式称为“布拉格条件”，角度θ称为“布拉格角”。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“蓝移”。假如乳胶膨胀呢？全息图存储信息的基本原理：在全息存储器中,物光束经过空间调制而携带信息，参考光束以特定方向直接到达记录介质。不同的数据图像与不同的参考波面一一对应,在两相干光束

6、相交的介质体积中形成干涉条纹。在写入过程中，材料对干涉条纹照明发生响应而产生折射率分布，因而在材料中形成类似光栅结构的全息图。读出过程利用了光栅结构的衍射，用适当选择的参考光（是写入过程中某一参考光的复现）照明全息图，使衍射光束经受空间调制，从而几乎是精确地复现出写入过程中与此参考光相干涉的数据光束的波面。第六章空间光调制器空间光调制器：（SpatiallightModulator，SLM）:它是一种能对光波的空间分布进行调制的器件。空间光调制器能对光波的某种或某些特性(例如相位、振幅或强度、频率、偏振态等)的一维或二维分布进

7、行空间和时间的变换或调制。独立单元物理上分割的小单元无物理边界的、连续的整体，只是由于器件材料的分辨率和输入图像或信号的空间分辨率有限，而形成的一个一个小单元。大部分液晶分子呈长棒状，长度在几个纳米量级，直径在零点几个纳米量级。从分子排列的有序性来区分液晶，大致可分为三类：层状（近晶型）、丝状（相列型）和螺旋状（胆甾型）。为讨论方便，引入一个单位矢量n来描述液晶分子的排列状态，n被称为指向矢，它可视为液晶长棒分子的长轴取向。2.液晶结构液晶有些物质的分子没有固定的排列，可以自由移动，因而具有液体的流动性但同时它的分子排列取向又

8、存在一定的规律性，因而又具有晶体的各向异件的特点。把这种介于固相和液相之间的相态称为液晶相。把具有液晶相的物质称为液晶物质，常见的主要是一些有机化合物(例如芳香族化合物)及它们的混合物。这些物质处在液晶相时，就叫做液晶。向列型液晶分子的排列比较杂乱，不再分层，但指向矢的方向大