信息光學(xué)chap7光學(xué)全息

1、第七章第七章 光學(xué)全息光學(xué)全息一、全息術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史一、全息術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史1948年年 Dennis Gabor 提出提出 “波前重現(xiàn)波前重現(xiàn)” 理論理論 目的：改善電子顯微鏡的分辨率目的：改善電子顯微鏡的分辨率 效果：因光源效果：因光源(汞燈汞燈)相干性差，效果不明顯相干性差，效果不明顯7.1 引言引言1960年年 激光器激光器 問(wèn)世，問(wèn)世， 提供提供 理想的相干光源理想的相干光源 為全息技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件為全息技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件 紅寶石紅寶石 Laser 梅曼梅曼（英），美國(guó)休斯飛機(jī)制造公司（英），美國(guó)休斯飛機(jī)制造公司 氦氦氖氖 Laser 霍曼霍曼（伊朗），美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室（伊朗），美國(guó)貝爾實(shí)

2、驗(yàn)室丹尼斯丹尼斯伽柏（伽柏（Dennis Gabor，1900年年1979年年），英國(guó)英國(guó)匈牙利匈牙利裔裔物理學(xué)物理學(xué)家家，1971年年諾貝爾物理獎(jiǎng)諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者，獲得者，全全息攝影息攝影技術(shù)的發(fā)明者技術(shù)的發(fā)明者Dr. Dennis Gabor signs a copy of the Museum of Holographys inaugural exhibition catalogue, Through The Looking Glass, during his historic visit to the museum on March 17, 1977. (Photo by Paul

3、D. Barefoot) 1962年 離軸全息圖離軸全息圖 問(wèn)世 Leith 和 Upatnieks （美） 加速了全息術(shù)的發(fā)展 40多年來(lái)，全息科學(xué)和技術(shù)得到飛速發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域幾乎無(wú)所不及。5.1 引言引言 Introduction 1、全息術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史、全息術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史1964年年 氬離子激光器氬離子激光器 Ar+ Laser 問(wèn)世問(wèn)世 提供了短波長(zhǎng)連續(xù)可見(jiàn)光提供了短波長(zhǎng)連續(xù)可見(jiàn)光 擴(kuò)展了全息技術(shù)的應(yīng)用范圍擴(kuò)展了全息技術(shù)的應(yīng)用范圍 同年，蘇聯(lián)科學(xué)家同年，蘇聯(lián)科學(xué)家 Denisyuk 發(fā)明了白光反射全息圖發(fā)明了白光反射全息圖This pioneer image was produced in 1

4、964 by Emmett Leith and Juris Upatnieks at the University of Michigan only four years after the invention of the laser Leith and Upatnieks preparing to shoot a laser transmission hologram using the off-axis technique borrowed from their work in the development of side-reading radar. (Photo by Fritz

5、Goro for Life Magazine, 1967)Russian scientist Yuri N. Denisyuk, State Optical Institute in Leningrad, USSR, signing a copy of his book, Fundamentals of Holography. (Photo by Dr. Stephen Benton, 1979) 普通照相普通照相是根據(jù)幾何光學(xué)原理，利用透鏡光學(xué)系是根據(jù)幾何光學(xué)原理，利用透鏡光學(xué)系統(tǒng)成像，每個(gè)物點(diǎn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的一個(gè)像點(diǎn)，然而普統(tǒng)成像，每個(gè)物點(diǎn)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的一個(gè)像點(diǎn)，然而普通黑白照相底片只記錄了物光

6、波的強(qiáng)度（即振幅信通黑白照相底片只記錄了物光波的強(qiáng)度（即振幅信息），相位信息完全丟失掉了，所以只能在底片上息），相位信息完全丟失掉了，所以只能在底片上顯示出物體的平面圖像。顯示出物體的平面圖像。 全息照相全息照相也是一種照相過(guò)程，但在概念上與普通照相根也是一種照相過(guò)程，但在概念上與普通照相根本不同。當(dāng)用光波照射全息圖時(shí)，由于衍射原理能重現(xiàn)出原本不同。當(dāng)用光波照射全息圖時(shí)，由于衍射原理能重現(xiàn)出原始物光波，從而形成與原物體逼真的三維像。一張全息圖看始物光波，從而形成與原物體逼真的三維像。一張全息圖看上去很像是一扇窗子，當(dāng)通過(guò)它觀看時(shí)，物體的三維形象就上去很像是一扇窗子，當(dāng)通過(guò)它觀看時(shí)，物體的三維形

7、象就在眼前，讓人感覺(jué)到形象就要破窗而出。如果觀察者的頭部在眼前，讓人感覺(jué)到形象就要破窗而出。如果觀察者的頭部上下、左右擺動(dòng)時(shí)，就可看到物體的不同側(cè)面，所看到的整上下、左右擺動(dòng)時(shí)，就可看到物體的不同側(cè)面，所看到的整個(gè)形象是那樣逼真。全息照相不只是記錄物體的強(qiáng)度分布，個(gè)形象是那樣逼真。全息照相不只是記錄物體的強(qiáng)度分布，而且要記錄下傳播到記錄平面上的完整的物光波場(chǎng)，這就意而且要記錄下傳播到記錄平面上的完整的物光波場(chǎng)，這就意味著味著既要記錄振幅，也要記錄相位既要記錄振幅，也要記錄相位。振幅（或強(qiáng)度）是容易。振幅（或強(qiáng)度）是容易記錄的，問(wèn)題在于記錄相位，所有的照相底片和探測(cè)器都只記錄的，問(wèn)題在于記錄相位

8、，所有的照相底片和探測(cè)器都只對(duì)光強(qiáng)起反應(yīng)，而對(duì)光波場(chǎng)各部分之間的相位差則是完全不對(duì)光強(qiáng)起反應(yīng)，而對(duì)光波場(chǎng)各部分之間的相位差則是完全不靈敏的。這就是我們這次課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容：光學(xué)全息的基靈敏的。這就是我們這次課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容：光學(xué)全息的基本原理。本原理。 二、什么是全息照相？二、什么是全息照相？ 應(yīng)用物理光學(xué)中的應(yīng)用物理光學(xué)中的干涉原理干涉原理，在物波場(chǎng)引入一個(gè)，在物波場(chǎng)引入一個(gè)參考光波，使其與物光波在記錄平面上發(fā)生干涉，從參考光波，使其與物光波在記錄平面上發(fā)生干涉，從而將物光波的相位分布轉(zhuǎn)換成了記錄在照相底片上的而將物光波的相位分布轉(zhuǎn)換成了記錄在照相底片上的光強(qiáng)分布。這樣，就把完整的物光波場(chǎng)都

9、記錄下來(lái)了。光強(qiáng)分布。這樣，就把完整的物光波場(chǎng)都記錄下來(lái)了。由此獲得的照片稱為全息照片或全息圖，由此獲得的照片稱為全息照片或全息圖，所記錄的干所記錄的干涉條紋圖樣涉條紋圖樣被被稱為稱為全息圖全息圖。當(dāng)用光波照射全息圖時(shí)，。當(dāng)用光波照射全息圖時(shí)，由于衍射原理能重現(xiàn)出原始物光波，從而形成與原物由于衍射原理能重現(xiàn)出原始物光波，從而形成與原物體逼真的三維像，這個(gè)體逼真的三維像，這個(gè)波前記錄和重現(xiàn)的過(guò)程波前記錄和重現(xiàn)的過(guò)程稱為稱為全全息術(shù)或全息照相息術(shù)或全息照相。 三、光學(xué)全息的發(fā)展三、光學(xué)全息的發(fā)展（1）第一代光學(xué)全息第一代光學(xué)全息：同軸全息，采用汞燈記錄和再現(xiàn)，單色：同軸全息，采用汞燈記錄和再現(xiàn)，單

10、色性差，性差，1 1級(jí)重疊，觀察模糊級(jí)重疊，觀察模糊 （2 2）第二代光學(xué)全息第二代光學(xué)全息：離軸全息，采用激光記錄和再現(xiàn)，單色：離軸全息，采用激光記錄和再現(xiàn)，單色性好，性好，1 1級(jí)分離，觀察清楚。級(jí)分離，觀察清楚。（3）第三代光學(xué)全息第三代光學(xué)全息：離軸全息，采用激光記錄和白光再現(xiàn)，：離軸全息，采用激光記錄和白光再現(xiàn)，色彩豐富，實(shí)用性好。如：反射全息、像全息、彩虹全息及模色彩豐富，實(shí)用性好。如：反射全息、像全息、彩虹全息及模壓全息等。壓全息等。（4）第四代光學(xué)全息第四代光學(xué)全息：采用白光記錄和白光再現(xiàn)，色彩豐富，：采用白光記錄和白光再現(xiàn)，色彩豐富，實(shí)用前景。實(shí)用前景。 全息術(shù)不僅可以用于光

11、波波段，也可以用于電子全息術(shù)不僅可以用于光波波段，也可以用于電子波、波、X射線、聲波和微波波段。正如蓋伯在他榮獲諾射線、聲波和微波波段。正如蓋伯在他榮獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí)的演說(shuō)中所指出的，利思在雷達(dá)中用的電磁貝爾獎(jiǎng)時(shí)的演說(shuō)中所指出的，利思在雷達(dá)中用的電磁波長(zhǎng)比光波長(zhǎng)波長(zhǎng)比光波長(zhǎng)10萬(wàn)倍，而蓋伯本人在電子顯微鏡中所萬(wàn)倍，而蓋伯本人在電子顯微鏡中所用的電子波長(zhǎng)又比光波短用的電子波長(zhǎng)又比光波短10萬(wàn)倍。他們分別在相差萬(wàn)倍。他們分別在相差1010倍波長(zhǎng)的兩個(gè)方向上發(fā)展了全息照相術(shù)。這說(shuō)明倍波長(zhǎng)的兩個(gè)方向上發(fā)展了全息照相術(shù)。這說(shuō)明科學(xué)的發(fā)展總是互相滲透、互相影響的。在全息術(shù)中科學(xué)的發(fā)展總是互相滲透、互相影響的。

12、在全息術(shù)中通常使用的波是光波，一般把它稱為光全息術(shù)。通常使用的波是光波，一般把它稱為光全息術(shù)。 7.2 基本理論基本理論 波前記錄與再現(xiàn)波前記錄與再現(xiàn) 全息照相是一種全息照相是一種“無(wú)透鏡無(wú)透鏡”的成像法，其過(guò)程可分為兩步：的成像法，其過(guò)程可分為兩步：干涉記錄和衍射再現(xiàn)。干涉記錄和衍射再現(xiàn)。7.2.1. 波前記錄波前記錄 制作透明片制作透明片t(x,y)= O(x,y)的關(guān)鍵障礙：的關(guān)鍵障礙： 光學(xué)探測(cè)器只響應(yīng)光強(qiáng)度光學(xué)探測(cè)器只響應(yīng)光強(qiáng)度| O(x,y)|2，而對(duì)位相，而對(duì)位相argO(x,y)不敏感。不敏感。 位相信息不應(yīng)當(dāng)丟棄。位相信息不應(yīng)當(dāng)丟棄。 為了記錄為了記錄O(x,y)的位相，應(yīng)當(dāng)

13、找到一種編碼方法將位相的位相，應(yīng)當(dāng)找到一種編碼方法將位相的變化轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度變化。的變化轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度變化。 1、波前記錄的方法、波前記錄的方法干涉法干涉法 基本點(diǎn)：在某一平面上，將初始光波基本點(diǎn)：在某一平面上，將初始光波O（物波）與已知的（物波）與已知的參考波參考波R疊加疊加(混合混合). 用照相方法記錄兩個(gè)波疊加以后干涉圖樣的強(qiáng)度用照相方法記錄兩個(gè)波疊加以后干涉圖樣的強(qiáng)度 得到復(fù)振幅透過(guò)率得到復(fù)振幅透過(guò)率 t與曝光強(qiáng)度成正比的透明片與曝光強(qiáng)度成正比的透明片. 物光波的振幅和位相信息以干涉條紋的形狀、疏密和強(qiáng)物光波的振幅和位相信息以干涉條紋的形狀、疏密和強(qiáng)度的形式度的形式“凍結(jié)凍結(jié)”在感光的全息干板

14、上。這就是波前記錄的在感光的全息干板上。這就是波前記錄的過(guò)程。過(guò)程。 通過(guò)已知通過(guò)已知參考光參考光與與物光波物光波在探測(cè)區(qū)域進(jìn)行在探測(cè)區(qū)域進(jìn)行干涉干涉,使原物光使原物光波的位相信息轉(zhuǎn)換成干涉場(chǎng)的光強(qiáng)變化信息，從而可用探測(cè)器波的位相信息轉(zhuǎn)換成干涉場(chǎng)的光強(qiáng)變化信息，從而可用探測(cè)器或記錄介質(zhì)或記錄介質(zhì)探測(cè)或記錄探測(cè)或記錄下來(lái)。下來(lái)。設(shè)物波和參考波到達(dá)設(shè)物波和參考波到達(dá)H上的復(fù)振幅分別為上的復(fù)振幅分別為: 干板記錄的是干涉場(chǎng)的光強(qiáng)分布，曝光光強(qiáng)為干板記錄的是干涉場(chǎng)的光強(qiáng)分布，曝光光強(qiáng)為 干涉場(chǎng)光振幅應(yīng)是兩者的相干疊加，干涉場(chǎng)光振幅應(yīng)是兩者的相干疊加，H 上的總光場(chǎng)上的總光場(chǎng) 全息干板全息干板H上設(shè)置上

15、設(shè)置x , y坐標(biāo)，坐標(biāo)，( , )( , )exp( , )O x yO x yjx y( , )( , )exp( , )R x yR x yjx y( , )( , )( , )U x yO x yR x y2( , )( , )I x yU x y22( , )( , )2 ( , ) ( , )cos ( , )( , )R x yO x yR x y O x yx yx y2( , )( , )I x yU x y22( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )R x yO x yR x y O x yR x y O x y分析：分析： 全息圖實(shí)際上是一幅干涉圖，

16、前兩項(xiàng)是物光與參考光的強(qiáng)度全息圖實(shí)際上是一幅干涉圖，前兩項(xiàng)是物光與參考光的強(qiáng)度分布，其中參考光波一般選用比較簡(jiǎn)單的平面波或球面波。分布，其中參考光波一般選用比較簡(jiǎn)單的平面波或球面波。 當(dāng)當(dāng) 一定，一定， 變化導(dǎo)致變化導(dǎo)致 變化，即可用記變化，即可用記錄干涉場(chǎng)光強(qiáng)的辦法記錄物光波的相位。錄干涉場(chǎng)光強(qiáng)的辦法記錄物光波的相位。 ( , ),( , )R x yx y( , )x y( , )I x y 是物光波在底片上造成的強(qiáng)度分布，一個(gè)未確定的是物光波在底片上造成的強(qiáng)度分布，一個(gè)未確定的可變因素，應(yīng)盡量降低該因素的影響。可變因素，應(yīng)盡量降低該因素的影響。 2(,)Oxy具體辦法：具體辦法： 22(

17、 , )( , )R x yO x y 前兩項(xiàng)基本上是常數(shù)，第三項(xiàng)是干涉項(xiàng)，作為偏置項(xiàng)。包前兩項(xiàng)基本上是常數(shù)，第三項(xiàng)是干涉項(xiàng)，作為偏置項(xiàng)。包含有物光波的振幅和相位信息。參考光波的作用使物波波前的含有物光波的振幅和相位信息。參考光波的作用使物波波前的相位分布轉(zhuǎn)換成干涉條紋的強(qiáng)度分布。相位分布轉(zhuǎn)換成干涉條紋的強(qiáng)度分布。 2、探測(cè)、探測(cè) 常用的記錄介質(zhì)是銀鹽感光干板（鹵化銀乳膠涂敷的超微常用的記錄介質(zhì)是銀鹽感光干板（鹵化銀乳膠涂敷的超微粒干板），簡(jiǎn)稱粒干板），簡(jiǎn)稱全息干板全息干板，對(duì)兩個(gè)波前的干涉圖樣曝光后，經(jīng)，對(duì)兩個(gè)波前的干涉圖樣曝光后，經(jīng)顯影、定影處理得到全息圖。全息干板的分辨率高達(dá)顯影、定影處

18、理得到全息圖。全息干板的分辨率高達(dá)3000線線/毫毫米，甚至更高，全息干板具有足夠高的分辨率，以便能記錄全米，甚至更高，全息干板具有足夠高的分辨率，以便能記錄全部入射的空間結(jié)構(gòu)。部入射的空間結(jié)構(gòu)。3、記錄材料的感光性能對(duì)記錄的影響、記錄材料的感光性能對(duì)記錄的影響 了解全息干板的了解全息干板的特性曲線特性曲線：是一條：是一條t-E曲線（記錄介質(zhì)的振曲線（記錄介質(zhì)的振幅透過(guò)率曝光量）。幅透過(guò)率曝光量）。真實(shí)感光干板負(fù)片的真實(shí)感光干板負(fù)片的t-Et-E曲線曲線 要選擇要選擇線性度較好線性度較好的全息干板（如果全息圖的記錄未能滿足的全息干板（如果全息圖的記錄未能滿足線性記錄條件，將會(huì)影響再現(xiàn)光波的質(zhì)量

19、，甚至無(wú)法重現(xiàn)），線性記錄條件，將會(huì)影響再現(xiàn)光波的質(zhì)量，甚至無(wú)法重現(xiàn)），把曝光期間內(nèi)的入射把曝光期間內(nèi)的入射光強(qiáng)光強(qiáng)線性地變換為顯影后負(fù)片（直線斜率線性地變換為顯影后負(fù)片（直線斜率為負(fù)值）的為負(fù)值）的振幅透過(guò)率振幅透過(guò)率。為此必須將曝光量的變化范圍控制在。為此必須將曝光量的變化范圍控制在全息干板全息干板t-E曲線的線性段內(nèi)。這樣，全息圖的振幅透過(guò)率就可曲線的線性段內(nèi)。這樣，全息圖的振幅透過(guò)率就可記為：記為： 000( , )( , )( , )t x ytEtI x ytI x y 式中：式中： t0和和均為常數(shù)，均為常數(shù)，是是t-E曲線直線部分的斜率，曲線直線部分的斜率，為曝光時(shí)為曝光時(shí)間和

20、間和之乘積，對(duì)于正片和負(fù)片，之乘積，對(duì)于正片和負(fù)片，分別為負(fù)值和正值。分別為負(fù)值和正值。 4、線性記錄的光波場(chǎng)、線性記錄的光波場(chǎng) 22( , )( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )I x yR x yO x yR x y Ox yRx y O x y02202202( , )( , )( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )bt x ytI x ytR x yO x yR x y Ox yRx y O x ytR x yO x yR

21、x y Ox yRx y O x ytO x yR x y Ox yRx y O x y假設(shè)參考光的強(qiáng)度在整個(gè)記錄表面是均勻的，假設(shè)參考光的強(qiáng)度在整個(gè)記錄表面是均勻的， 為常量。為常量。 2( , )R x y式中式中 20( , )bttR x y7.2.2. 波前再現(xiàn)波前再現(xiàn)2( , )( , )( , )( , )( , ) ( , )bC x y tO x yR x y Ox yRx y O x y*bt COO CR CORCO 1、波前的再現(xiàn)方法、波前的再現(xiàn)方法相干光波的衍射相干光波的衍射 用一束相干光波照射全息圖，假定它在全息圖平面上的復(fù)用一束相干光波照射全息圖，假定它在全息圖平

22、面上的復(fù)振幅分布為振幅分布為 ，則透過(guò)全息圖的光場(chǎng)為：，則透過(guò)全息圖的光場(chǎng)為： ( , )C x y( , )( , ) ( , )U x yC x y t x y1234UUUU由于參考光波由于參考光波R通常采用簡(jiǎn)單的平面波或球面波，故通常采用簡(jiǎn)單的平面波或球面波，故 近似為近似為常數(shù)，常數(shù)，t0和和為常數(shù)，即作用在照明光波前的系數(shù)的作用僅僅改為常數(shù)，即作用在照明光波前的系數(shù)的作用僅僅改變照明光波的振幅，并不改變照明光波的特性，變照明光波的振幅，并不改變照明光波的特性， 的性質(zhì)與的性質(zhì)與 相似，表現(xiàn)為背景光。相似，表現(xiàn)為背景光。 2R1U( , )C x y 2*2UO COO C 總之，項(xiàng)

23、基本上保留了照明光波的特性，這一項(xiàng)稱為全總之，項(xiàng)基本上保留了照明光波的特性，這一項(xiàng)稱為全息圖衍射場(chǎng)中的零級(jí)波。息圖衍射場(chǎng)中的零級(jí)波。分析：分析： 210( , )() ( , )bUt C x ytRC x y2U 的性質(zhì)是受物光波光強(qiáng)調(diào)制后的照明光波場(chǎng)，表現(xiàn)為噪聲，的性質(zhì)是受物光波光強(qiáng)調(diào)制后的照明光波場(chǎng)，表現(xiàn)為噪聲，應(yīng)盡量減小它的影響。具體方法：調(diào)整照明度，使應(yīng)盡量減小它的影響。具體方法：調(diào)整照明度，使 。22OR當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ，此時(shí)，此時(shí) 的性質(zhì)同物光波的性質(zhì)同物光波 相似，只是振相似，只是振幅呈比例變化，再現(xiàn)出原物光波。但由于原物光波呈發(fā)散性，幅呈比例變化，再現(xiàn)出原物光波。但由于原物光

24、波呈發(fā)散性，所以看到的是一個(gè)虛像，稱為所以看到的是一個(gè)虛像，稱為+1級(jí)像。級(jí)像。 CR23UR O3UO當(dāng)當(dāng) 時(shí)，物光波受到一個(gè)相位因子的調(diào)制，難以準(zhǔn)確再現(xiàn)出時(shí)，物光波受到一個(gè)相位因子的調(diào)制，難以準(zhǔn)確再現(xiàn)出原物光波的像。原物光波的像。 CR *3UR CO 特例：當(dāng)特例：當(dāng) 時(shí)，即當(dāng)照明光波與參考光波均垂直（正）時(shí)，即當(dāng)照明光波與參考光波均垂直（正）入射時(shí)，可有效地再現(xiàn)原物光波入射時(shí)，可有效地再現(xiàn)原物光波 。CRRO當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ，此時(shí)，此時(shí) 是受是受 相位調(diào)制的原物光波相位調(diào)制的原物光波的變倍（大小不同）實(shí)像，稱為的變倍（大小不同）實(shí)像，稱為1級(jí)像。級(jí)像。 CR*4URRO 4URR *4

25、URCO 特例：當(dāng)特例：當(dāng) 時(shí)，即當(dāng)照明光波與參考光波均垂直（正）時(shí)，即當(dāng)照明光波與參考光波均垂直（正）入射時(shí)，可有效地再現(xiàn)原物光波入射時(shí)，可有效地再現(xiàn)原物光波 。CRRO當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， ，可準(zhǔn)確再現(xiàn)原物光波的實(shí)像。，可準(zhǔn)確再現(xiàn)原物光波的實(shí)像。 CR2*4UR O人眼人眼人眼人眼當(dāng)用參考光波共軛光波照射全息干板時(shí)（當(dāng)用參考光波共軛光波照射全息干板時(shí)（b圖），再現(xiàn)的像，圖），再現(xiàn)的像，對(duì)觀察者而言，是與原物體凹凸互易的實(shí)像，稱為對(duì)觀察者而言，是與原物體凹凸互易的實(shí)像，稱為贗像贗像。例如。例如觀察人臉的贗像時(shí)，看上去鼻子不像通常那樣凸起來(lái)，而是向觀察人臉的贗像時(shí)，看上去鼻子不像通常那樣凸起來(lái)，而是

26、向里凹進(jìn)去了。里凹進(jìn)去了。 2、波前再現(xiàn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題、波前再現(xiàn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題 與與 的振幅大小的影響。（使的振幅大小的影響。（使 ，背景光，信噪比），背景光，信噪比）RO22OR 與與 的不一致性影響。（如果重現(xiàn)光波與原參考光波有差別，的不一致性影響。（如果重現(xiàn)光波與原參考光波有差別，例如波長(zhǎng)、波前或入射角不同，帶進(jìn)附加相位信息，就例如波長(zhǎng)、波前或入射角不同，帶進(jìn)附加相位信息，就 得不到與原物體完全相同的像）得不到與原物體完全相同的像） RC t 與與E的非線性影響。（可能導(dǎo)致無(wú)法再現(xiàn)）的非線性影響。（可能導(dǎo)致無(wú)法再現(xiàn)） 波前記錄是物波波前與參考波前的干涉記錄，它使振幅和波前記錄是物波波前與

27、參考波前的干涉記錄，它使振幅和相位調(diào)制的信息變成干涉圖的強(qiáng)度調(diào)制。這種全息圖被再現(xiàn)光相位調(diào)制的信息變成干涉圖的強(qiáng)度調(diào)制。這種全息圖被再現(xiàn)光波照射時(shí)，它又起一個(gè)衍射光屏的作用正是由于這種光波通過(guò)波照射時(shí)，它又起一個(gè)衍射光屏的作用正是由于這種光波通過(guò)這種衍射光屏而產(chǎn)生的衍射效應(yīng)，是全息圖上的強(qiáng)度調(diào)制信息這種衍射光屏而產(chǎn)生的衍射效應(yīng)，是全息圖上的強(qiáng)度調(diào)制信息還原為波前的振幅和相位信息，再現(xiàn)了物光光波。因此，波前還原為波前的振幅和相位信息，再現(xiàn)了物光光波。因此，波前記錄和波前再現(xiàn)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是光波的干涉和衍射的結(jié)果。記錄和波前再現(xiàn)過(guò)程，實(shí)質(zhì)上是光波的干涉和衍射的結(jié)果。 3、全息圖的基本類型、全息圖的基

28、本類型（1 1） 按按參考光波與物光波主光線是否同軸參考光波與物光波主光線是否同軸來(lái)分類：同軸全息來(lái)分類：同軸全息 圖與離軸全息圖；圖與離軸全息圖；（2 2） 按按全息圖的結(jié)構(gòu)與觀察方式全息圖的結(jié)構(gòu)與觀察方式分類：透射全息圖與反射全分類：透射全息圖與反射全息圖；息圖；（3 3） 按按全息圖的復(fù)振幅透過(guò)率全息圖的復(fù)振幅透過(guò)率分類：振幅型全息圖與相位型分類：振幅型全息圖與相位型全息圖；全息圖；（4 4） 按按全息底片與記錄物的遠(yuǎn)近關(guān)系全息底片與記錄物的遠(yuǎn)近關(guān)系分類：菲涅耳全息圖、分類：菲涅耳全息圖、像全息圖和傅立葉變換全息圖；像全息圖和傅立葉變換全息圖；（5 5） 按所用按所用重現(xiàn)光源重現(xiàn)光源分類

29、，激光重現(xiàn)與白光重現(xiàn)；分類，激光重現(xiàn)與白光重現(xiàn)；（6 6） 按按記錄介質(zhì)的厚度記錄介質(zhì)的厚度分類：平面全息圖與體積全息圖；分類：平面全息圖與體積全息圖；（1） 全息照相最突出的特點(diǎn)是由它所形成的全息照相最突出的特點(diǎn)是由它所形成的三維形象結(jié)構(gòu)三維形象結(jié)構(gòu)。（2） 全息圖具有彌漫性全息圖具有彌漫性。 一張全息圖即使被打碎成若干小碎片，用其中任一小碎片一張全息圖即使被打碎成若干小碎片，用其中任一小碎片仍可重現(xiàn)出被拍攝物體的完整的形象，不過(guò)碎片太小時(shí)，重現(xiàn)仍可重現(xiàn)出被拍攝物體的完整的形象，不過(guò)碎片太小時(shí)，重現(xiàn)景象的亮度和分辨率會(huì)隨著降低。每一點(diǎn)都記錄了整個(gè)物體的景象的亮度和分辨率會(huì)隨著降低。每一點(diǎn)都記錄了整個(gè)物體的全部信息。全部信息。（3） 全息照相可進(jìn)行多重記錄全息照相可進(jìn)行多重記錄。 普通照相在一張底片上只能拍攝一個(gè)場(chǎng)景，而全息照相卻普通照相在一張底片上只能拍攝一個(gè)場(chǎng)景，而全息照相卻可以在同一張全息底片上對(duì)不同物體記錄多個(gè)全息圖像，只需可以在同一張全息底片上對(duì)不同物體記錄多個(gè)全息圖像，只需每記錄一