計(jì)算全息圖及其數(shù)字重現(xiàn)的研究.pdf

1、該論文主要研究全息圖記錄和重現(xiàn)的計(jì)算機(jī)模擬算法.經(jīng)典光全息術(shù)包括波陣面記錄和波陣面重現(xiàn)兩步.全息波陣面記錄將物光和參考光以干涉條紋記錄成全息圖,此全息圖同時(shí)記錄了物光波的振幅和相位;全息波陣面重現(xiàn),就是用光波照射全息圖,通過光的衍射,從全息圖中再現(xiàn)出原始物體的光波.但是由于光全息技術(shù)要求具有高度相干性及高強(qiáng)度的光源、非常穩(wěn)定的光學(xué)系統(tǒng),因此限制了它們的應(yīng)用范圍.因此,相繼產(chǎn)生了計(jì)算全息和數(shù)字全息技術(shù).計(jì)算全息是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)和光全息

2、術(shù)結(jié)合起來,利用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖.它不需要物體實(shí)際存在,而是把物波的數(shù)學(xué)描述輸入計(jì)算機(jī)處理后,繪制出全息圖,然后用光學(xué)方法重現(xiàn).數(shù)字全息的基本原理是用光敏電子元件(如CCD)代替普通照相記錄介質(zhì),獲取物體和參考光的干涉全息圖,然后用數(shù)字計(jì)算方式再現(xiàn).該文嘗試將計(jì)算全息與數(shù)字全息相結(jié)合,研究光線的菲涅耳衍射傳播的模擬算法,用計(jì)算機(jī)模擬生成全息圖,并由所生成的全息圖再現(xiàn)出原始圖像,實(shí)現(xiàn)全息圖的數(shù)字重現(xiàn).首先研究光線衍射傳播的模擬算法,分別利

3、用直接積分法、卷積法和傅里葉變換法實(shí)現(xiàn)了菲涅耳積分的數(shù)值計(jì)算方法,同時(shí)比較了這三種方法的優(yōu)劣.以光線通過圓形孔徑傳播為例,對(duì)衍射后的光場分布進(jìn)行數(shù)值計(jì)算,得到菲涅耳衍射和夫瑯和費(fèi)衍射光場的強(qiáng)度分布.利用菲涅耳衍射積分的數(shù)值算法,分別實(shí)現(xiàn)了基元全息圖和菲涅耳全息圖的計(jì)算機(jī)生成和數(shù)字重現(xiàn).該文還研究三維物體的計(jì)算全息圖.首先利用坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)討論不平行于全息面的平面所構(gòu)成的物體的計(jì)算全息圖;接著采用坐標(biāo)變換討論曲面物體的計(jì)算全息圖,創(chuàng)造性地將計(jì)算