信息光学基础5-3-同轴离轴全息图

2015/12/31•5-3同轴全息图和离轴全息图–01.同轴全息图–02.离轴全息图–03.全息光栅的制作2015/12/31Gaber全息图就是一种同轴全息图。H——同轴全息图的记录：——相干平面波照明一高度透明物。物的复振幅透过率可以表示为：`0(,)(,)txyttxy01.同轴全息图物光`参考光`0(,)rOxy2015/12/31曝光光强为：20(,)(,)IxyrOxy22*000(,)(,)(,)rOxyrOxyrOxy显影后，负片的复振幅透过率正比于曝光光强：`22*000(,)''[(,)(,)(,)]btxytrOxyrOxyrOxy用振幅为的平面波垂直照明全息图，透射光场为0C22*10000000(,)(')'(,)'(,)'(,)bUxyCtrCOxyCrOxyCrOxy透过全息图的均匀衰减的平面波正比于弱的衍射光强原始物原始物共轭2015/12/31——4项是相互重叠在一起的1、产生孪生像2、透射光波都在同一方向传播、无法分离3、同轴全息图的物体必须是高度透明的——同轴全息记录的缺点：如何分离四项？22*10000000(,)(')'(,)'(,)'(,)bUxyCtrCOxyCrOxyCrOxy2015/12/31——光是独立传播的，再现时相互重叠的四项分别沿三个不同方向传播,——只要这些方向之间夹角比较大，离不远就可以分离开来，在不同方向上观察，这四项产生的图像并不会互相干扰。利思和乌帕特尼克斯提出离轴全息图的原理。22*10000000(,)(')'(,)'(,)'(,)bUxyCtrCOxyCrOxyCrOxy2015/12/31干板上的复振幅为:物的透射光场为:(,)Oxy参考光倾斜入射:exp(2)Ajay(,)exp(2)(,)UxyAjayOxy干版底片上的光强分布为:2(,)(,)IxyUxy02.离轴全息图22*(,)exp(2)(,)exp(2)(,)AOxyAjayOxyAjayOxy显影后的光强分布为:22*(,)''[(,)+exp(2)(,)exp(2)(,)]btxytAOxyAjayOxyAjayOxy2*''[(,)+exp(2)(,)exp(2)(,)]btOxyAjayOxyAjayOxy2015/12/31用一束垂直入射、振幅为C均匀平面波照明、透射光场为：(,)Ctxy1'bUCt22'(,)UOxy3'(,)exp(2)UCAOxyjay*4'(,)exp(2)UCAOxyjay——经过衰减的照明光波——直接透射光——原始物光波——虚像——物共轭光波——实像2*(,)''[(,)+exp(2)(,)exp(2)(,)]bCtxyCtCOxyCAjayOxyCAjayOxy1234UUUU2015/12/312015/12/31余弦光栅的制备光路03.全息光栅的制作余弦光栅的衍射2015/12/31——两束夹角为=450的平面波在记录平面上产生干涉，——已知光波波长为632.8nm，计算对称情况下(两平面波的入射角相等)记录平面上的条纹的空间频率。HxzOR(,)exp[sin(/2)]Oxyjkx(,)exp[sin(/2)]Rxyjkx(,)(,)(,)=exp[sin(/2)]exp[sin(/2)]UxyRxyOxyjkxjkx物光：参考光：干涉光场：干涉光场光强：22***(,)(,)(,)IxyUxyUxyROOROR2015/12/31HxzOR22cos[2sin()]2kx22**(,)IxyROOROR222exp[sin(/2)]exp[sin(/2)]jkxjkx2exp[2sin(/2)]exp[2sin(/2)]jkxjkxx2sin22cos22),(xyxI干涉图样为余弦条纹，其调制度为12015/12/31经线性处理后，底片的透过率函数tH与曝光光强成正比，形成全息光栅：2sin22cos22),(xyxtH2sin2f空间频率：当=450，=632.8nm，——计算得：f=？？lp/mm2015/12/31——实验光路设计与探讨2015/12/31光线/波长nmΦ-21Φ-22Φ+21Φ+22Φ=(|Φ-21-Φ+21|+|Φ-22-Φ+22|)/4d(nm)黄578.050o55’230o55’26o1’206o0’24o55’1371.9绿546.150o12’230o10’26o45’206o44’23o27’1372.3光栅常数：d=(1371.9+1372.3)/2nm=1372.1nm空间频率：f=1mm/d=729线/mmθ=26.7o(预设θ=25.6o)2sin2f2015/12/31——讨论用波长为532nm的激光制作全息光栅，——要求光栅的空间频率达到2000lp/mm，试计算两光束夹角（对称情况），并画出光路布置的简图。2015/12/31余弦型环状波带片的制备和衍射场底片z0z0z0——余弦型环状波带片的制备2015/12/311、制作光栅的方法——测量光栅常数的手段2、自制余弦光栅与朗奇光栅——光栅常数测量理论与测量方案的对比。讨论