傅立叶变换全息实验及信息存储-论文.pdf

《傅立叶变换全息实验及信息存储-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、20l4年8月教育教学论坛Aug．2014第35期EDUCAT10NTEACHINGFORUMNO．35傅立叶变换全息实验及信息存储曹阳，郑波(天津科技大学a．理学院；b．包印学院，天津300457)摘要：简要介绍了傅立叶变换全息，并介绍全息存储的特点。详细分析了傅立叶变换全息的原理，并利用小型实验装置实现了全息存储，在一张全息干板上记录多种全息图案。通过该文帮助／L'frl了解全息在信息存储上的应用。关键词：傅立叶变换全息；信息存储；全息应用中图分类号：0438．2文献标志码：A文章编号：1674—9324(2014)35—0254—021948年英籍匈牙利科学

2、家加博尔提出并证实了全息照透过率f(xf，yf)与光强I(，rf)成正比，再现时将全息图放在相原理。1960年发现激光，提供了良好的相干光源使全息照一透镜的前焦面上，用平行光照射，那么后焦面上的光场分相获得飞速发展和广泛应用。1971年，加博尔为此获诺贝尔布为Ui(Xi，Yi)=AR。8(Xi，Yi)+Ag(xi，yi)★g(Xi，Yi)+ARg(xi，物理学奖。常规照相只记录了物体表面光强的变化，即只记Yi)8(XiYi+aAf)+ARg(一Xi，一Yi)8(xi，yi一01Af)，其中★录光的振幅。全息照相在底片上记录了光波的全部信息，除代表相关，代表卷积。式

3、中第一项表示中央亮点，第二项表振幅外，还通过干涉条纹变化记录了光波相位，即把物体光示轴附近的光场分布，第三项表示原物的像，第四项是原物波场的全部信息都贮存在记录介质中。立体激光全息图栩的共轭像。傅立叶变换全息图的两个再现象均为实像，制作栩如生的视觉效果，具有独特的艺术魅力。随着现代各种激全息图时，只要参考光的角度足够大，这两个像就能和中央光全息制作方法的改进，隐藏信息及机器识别判读技术的亮斑彼此分开。根据前面的分析我们知道，物放在透镜前焦日益完善，使得全息技术迅速发展。利用傅立叶变换全息进面上，在后焦面上得到它的频谱，并且其中包含着物的全部行信息存储就是一项重要全

4、息应用。全息存储具有巨大优信息。如果使用短焦距的透镜，则透镜在一个很小距离即可势，如：(1)全息存储存储容量大。(2)全息存储具有极大的聚焦，参考光也可以用很细的光束，就能制成一张细小的全冗余性。(3)全息存储读取速率高能并行读取。当前全息存息图。这种全息储存方法的储存量要比现在常用的方法高储取得很大进展，但大多全息存储研究需要精密实验装置，出几个数量级。为帮助更多人了解全息存储，本文利用傅里叶变换全息，采二、实验过程用小型实验设备，进行全息存储的相关讨论。1．调整光路：按照图1实验装置的光路图调整好各个装一、实验原理置，注意让光路保持在同一水平面上，全息干板H置

5、于透镜傅立叶变换全息记录的是物体的傅立叶频谱分布。由的焦面上。然后调节M2使两条光路光程大致相等，并使平于频谱仅是物的傅立叶变换，故频谱中依然包含物的全部行参考光打到H上，调整光斑重合于一点。信息。若有一束参考光射到透镜的后焦面上，就会与频谱的光发生干涉，形成一张关于物的频谱的全息图。用参考光再现时就得到频谱的再现象，这样的全息图称为傅立叶变换全息图。如果再现时把全息图进行一次傅立叶变换，这样在后焦面上就得到原物的再现象。物体可看作是有很多物点组成的，因此分析一个点的傅立叶变换全息图，整个物的全息图也就清楚了。根据透镜的傅立叶变换特陛，点光源传播一i孕7Yoy，一

6、i孕s枷，到后焦面上的光场为Ae，设参考光为e，i2—sinO¨一●在透镜后焦面上的叠加光强分布为：I(Xf，Yf)=IRe—，．图1傅立叶变换全息光路示意图+AeIZ=_R％A+2RAcos[2竹(_Y0一—sinO)yd①，光强的极大^f^2．照相：放上全息干板，实验中分别取了曝光时间为值条件为：2叮T(_Yo一_sinO)yF2n盯②，其中sinO为常数。表明30s、45s、1min、1．5min，曝光，显影60秒冲洗后再定影90秒，AfA再冲洗晾干，干板上得到四个黑斑(全息记录图案)。、．一(1)式的周期为：T=y产—③，因此频率为：fYv．-．一yo-、

7、s『in-O3．晾干的干板对准参考光，让光在每个记录点附近扫yo-JslnttAI描，在干板后面用屏在光传播线路两侧找到衍射斑点，微调④。这说明，对于给定物点，其傅立叶变换全息图的干涉图参考光的入射角度及位置可以得到最清晰的像，并且在光样是一组平行等距的直条纹。若为物体时，设在透镜前焦面路的另外一侧用同样方法也能找到一个衍射斑。上的物函数为g(x，Y)，则在后焦面上的频谱为C(fz，fy)=G三、结论分析i2'r．一sin利用小型实验装置，实验可以多次拍摄，每次制作一个(孚^，半)=F(g(x，y)}⑤。当参考光为Re时，底片上的f^f细小的全息图，也就是利用全息

8、干板的不同