图像的全息显示

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1、第9章图像的全息显示彩虹全息图合成全息技术彩色全息术全息图的复制1常见的立体图像显示方法常见的立体显示光学装置有:红绿眼镜正交偏振片眼镜利用全反射原理的柱面光栅专用光学立体图像观察装置层析复合图像立体显示器由快速电子快门实现左右眼图像分离的屏幕立体显示人眼光轴调节实现双眼视差的计算机设计立体图片2图像的全息显示全息技术的立体显示再现的是物光波，不是一对或几对立体图像无须其他光学器件辅助全息图像显示最直接的方式是激光再现全息，以激光作为光源记录全息图，再以与原参考光一致的再现激光照明全息图得到与原记录物光完全一致的再现光对相干长度

2、有限的激光器，被记录物体的大小或景深非常有限，这时应采取对物体分区照明的方法扩大被摄物体的景深,对相干长度较长的激光器，记录的场景可达数米3白光再现全息用白光再现全息图，会出现严重的色模糊，研究如何用白光再现全息图像是显示全息的主要研究内容之一实现白光再现全息通常有三种方法：像面全息；彩虹全息；反射全息用这些手段可制作多种类型的全息图，例如彩色全息，合成全息，消色差全息等等近几年来，出现了一种新的与计算机紧密结合的数字像素全息，制作方法与常规的显示全息不同，效果很难用通常的全息技术得到全息技术正逐渐从实验室走向市场，全息图的大批

3、量复制技术起了很大作用4线全息图消色模糊原理设记录的物光是点光源，白光再现时，像o和o的波长分别对应A和B。人眼看到的色散像是全息图不同区域衍射的不同波长光如果把记录物光波的面积限制在一窄条上，仅有A进入人眼，这时人眼看到的像是单色像o，也就是消除了色模糊窄条全息图，或称为线全息图能有效地消除色模糊。PPOOAB图9.25彩虹全息图消色模糊的必要条件多点线全息图中每一点的信息都限制在不同的窄条上，当每一窄条同一波长的衍射光会聚于同一点，就能观察到完整的单色像人眼在垂直于线全息图方向移动时，将观察到不同颜色全息像

4、，颜色的分布就象雨过天晴的彩虹一样，所以又称为彩虹全息以彩虹全息方式观察到完整像有两个必要条件：实现线全息图和线全息图的同一波长的衍射光会聚于空间同一狭长区域POAOBOCABCP6两步法彩虹全息图的记录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

5、，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H1IH2IH2红色狭缝像蓝色狭缝像7两步法和一步法记录彩虹全息比较二步法优点：记录全息图的观察范围比较大采取合适的记录光路有较大的能量利用率缺点：二步记录制作过程比较烦琐全息图的噪声较大一步法优点：噪声小，制作步骤简单缺点：观察范围受成像透镜相对口径限制制作大体积物体需成本高昂的高质量大口径透镜除一步法和二步法外，还有像散彩虹全息，综合狭缝法，条形散斑屏法，零光程法，一步掩膜法等实际工作中最常用的还是二步法8彩虹全息图的像质（

6、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,

7、I

8、=1mm,前后景深可达100mm。(狭缝一般取3~10mm)（3）线模糊：以人眼的分辨极限内，灯丝比较集中的白炽灯照明下，全息像较清晰；面光源照明下，全息像会非常模糊（4）衍射受限：彩虹全息图狭缝是光学系统的光栏，在狭缝方向和垂直狭缝方向的分辨率不一样，狭缝不能太窄（5）全息像差：在再现波长与记录波长不同时，衍射波有较大的像差。观看

9、彩虹全息图时，由于人眼瞳孔的限制像差并不显著。实际上彩虹全息像差还表现为像面弯曲，人眼沿狭缝方向移动时，会发现全息像漂移。9合成全息技术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10二维图片的记录用作记录合成全息的二维图片的制作方法如下图示左图是平排相机，中图相机排成圆弧状，或让物体转动时用电影摄影机拍摄。右图9.11是用小透

10、镜阵列拍摄物体不同角度的像，这一列阵可以是一维的，也可以是二维的。一维列阵与左图的作用一样，二维列阵可以获得更多的信息量，用于记录反射全息OOO透镜阵列摄影底板11平面多路合成全息记录平面多路合成全息的光路如下图示。透镜L1是照明系统，将激光照射在二维照片O1上