资源描述：
《论文 全息术基本原理及应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、全息术基本原理及应用摘要：本文在对全息术进行概述的基础上，阐述了传统光学全息术和数字全息术的发展、应用及国内外的研究现状，着重介绍了传统光学全息术的基本原理并对数字全息技术做了简单介绍。先从最基本的菲涅耳衍射入手对波前记录和波前再现做了解释，通过这两部分的研究对全息术原理有了初步了解之后，介绍了数字全息这一新技术.其次对全息技术的应用领域，例如：全息无损检测，全息存储，全息显微技术等做了简单说明.最后对全息技术的未来发展前景做了展望.关键词：全息术;数字全息;菲涅耳衍射;激光;全息存储1引言1.1光学全息技术的回顾早在一九四八年．英国科
2、学家丹尼斯伽伯（DennisGabor）提出了一种新的成像原理，称为全息术(holography)，这一名词是引用希腊字“Holos”而得名的，是“完全”的意思.我国译为“全息”意即完全信息。采用全息原理，不用摄影物镜可以记录物体真正的三维影像。这是第一代全息图,这个时期,是全息术的萌芽时期.第一代全息图存在两个严重问题,一个是再现的原始像和共轭像分不开,另一个是光源的相干性太差.因此在这十多年中,全息术进展缓慢.1960年激光的出现,提供了一种高相干度光源.1962年,美国科学家利思(Leith)和乌帕特尼克斯(Upatnieks)将
3、通信理论中的载频概念推广到空域中,提出了离轴全息术,就是用离轴的参考光与物光干涉形成全息图,再利用离轴的参考光照射全息图,使全息图产生三个在空间互相分离的衍射分量,其中一个复制出原始物光.这样,第一代全息图的两大难题宣告解决,产生了激光记录、激光再现的第二代全息图.由于激光再现的全息图失去了色调信息,科学家们开始致力于研究第三代全息图,这是用激光记录,而用白光再现的全息图,例如反射全息、像全息、彩虹全息、模压全息等,在一定的条件下赋予全息图以鲜艳的色彩.激光的高度相干性,要求全息拍摄过程中各个元件、光源和记录介质的相对位置严格保持不变,
4、这也给全息技术的实际使用带来了种种不便.于是,科学家们又回过头来继续探讨白光记录的可能性.第四代全息图应该是白光记录白光再现的全息图,它将使全息术最终走出有防震工作台的黑暗实验室,进入更加广泛的实用领域.全息术以波动光学为基础，利用光的千涉和衍射原理，将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定的条件下使其重现。全息术分为两步:波前记录和波前重现.波前记录是将物体光波与另一相干光波—参考光波相干涉，用照相的方法将干涉条纹记录下来，获得全息图或全息照片;10波前重现是用原记录时的参考光波或其它合适的光波照射全息图，光通过全息图后
5、发生衍射，其衍射光波会形成原物体逼真的立体像.随着全息技术的发展，出现了多种类型的全息图，从不同的角度考虑，全息图可以有不同的分类方法:从物光和参考光的位置是否同轴考虑，可以分为同轴全息图和离轴全息图;从记录时物体与全息图的相对位置考虑，可以分为菲涅耳全息图、夫琅和费全息图和像面全息图;从记录介质的厚度考虑，可以分为平面全息图和体积全息图.本文的研究对象是应用广泛的离轴菲涅耳全息图.全息术与普通照相技术相比有如下的基本特点:1)可以形成三维像;2)全息照相可以进行多重记录，信息容量大;3)光学系统简单—原理上无须透镜成像，是一种无透镜成
6、像方法;4)全息照片的重现像可放大或缩小[1].1.2数字全息技术概述1965年，罗曼(DLhmmal)等人把通讯理论中的抽样理论应用到空间滤波器的计算机综合中，奠定了计算全息技术的理论基础，并且做出了世界上第一张计算全息图(CGH).计算全息是先用计算机制作物体的全息图，然后用光学衍射的方法进行重现.一般来说，计算全息图的制作过程分为如下几个步骤冈:1)设计与物光波数据有关的数学模型;2)根据模型和其它的预定要求进行编程;3)运算并控制绘图制成全息图样:4)光学缩版或光刻并精缩到适合的尺寸;5)光学重现所需要的光波波前.现在，由于计算
7、机技术的发展，可以对一些复杂的物体制作全息图，并已经成功地应用在制作全息光学元件、空间滤波、像差校正版、以及信息加密等方面.计算全息的优点是利用数字计算机来综合全息图，不需要物体的实际存在，只需要物光波的数学描述，因此，计算全息具有很大的灵活性.数字全息技术是Goodman于1967年提出的.数字全息技术结合了数字处理技术和传统的光学全息技术，它用CCD记录物体的全息图，并将其存储到计算机，然后由计算机数值重现并进行处理和分析.数字全息技术实现了全息图记录、存储、处理、重现和显示等全过程的数字化，给全息技术的发展和应用增加了一种新的方法
8、.相对于光学全息术，数字全息技术具有以下优点:一、省去了光学全息术中必须的曝光、显影、定影等复杂的物理化学处理过程，整个记录和重现过程都数字化，并且所需要的记录时间短，可以连续记录运动物体的各个瞬间过程，而
