第27卷第8期勿理實驗Vol. 27 No.82007年8月PHYSICS EXPERIMENTATIONAug. ,2007全息再現(xiàn)的分析尹滕(遼寧科技大學理學院,遼寧鞍山114051)摘要:從全息記錄與再現(xiàn)技術(shù)的特點出發(fā),對平面全息中的原始像、鏡像.共軛像和共軛像的鏡像的再現(xiàn)進行了分析,討論了每個像再現(xiàn)的方法.關(guān)鍵詞:全息成像;原始像;鏡像;共軛像中圖分類號:0438.1文獻標識碼:A文章編號:1005-4642(2007 )08-0035-03對全息圖再現(xiàn)時,由于照明光不同,往往產(chǎn)生照明全息圖,其透射光場可表示[1~3]為: .不同性質(zhì)的像.僅僅從全息的理論往往不能很好0=0pr(x,y)=0p[(ro +βtA(x,y)+地解釋.如果結(jié)合幾何光學中的平面鏡成像理βtAi(x,y)]+ ptO 0r0,+ piOkOpOs.論，就可以對一些像的出現(xiàn)進行很好的解釋.(1)式中:o和β為常數(shù),τo是不經(jīng)過曝光、顯影干板1全息圖成像 的基本公式的透射率,β是τ~ε特性曲線直線部分的斜率,t全息記錄與再現(xiàn)光路如圖1所示,(xo,yo，表示曝光時間、設(shè)0。=0p[to + pItA系(x,y) +zo)為物光源0的位置,(xR,JR,zR)為參考光源ptA(x,y)]為透射光,它保持了Up的相位只對R的位置,(xp,yp,xp)為照明光源P的位置,(x，其強度進行了調(diào)制1];0 = ptO; U,On,O2 =y,心)為像點1的位置.物光與參考光在全息干βtO.OpO;是與再現(xiàn)成像有關(guān)的衍射光，是物光板上任意一點(x,y)處發(fā)生干涉,用復數(shù)來表示與參考光在全息干板上的千涉條紋導致對照明光該點處光場的分布,并且分離出時間因子,物光與0p的相位和強度進行了調(diào)制形成2個像.則(1)參考光分別表示為1式可簡化為0。= Ao(x,ye*1z.n，0=0。+0 +Or，(2)Ug = Ar(x.,y)erlc.).若照明光源P的位置與拍攝時參考光源R的位置重合,則像點1與原來物點0重合.照明P(anyVpzZp)光源P'與P相對干板成鏡像對稱;照明光源P”與P成共軛(光線方向相反);與P'光線方向相反的R(XRJREZR)照明光源為鏡像共軛照明光源.若再現(xiàn)光波長A2等于參考光波長λ,則μ=P"(pPpJp,Zpn)蘭=1,全息成像的位置由菲涅耳公式5~-0]確定:z1= |(3)圖1 全息記錄與再現(xiàn)光路x=系x+(蘭xo-≥xn) ,(4)經(jīng)過曝光、沖洗、干燥制得全息干板,干板透y=蘭vo+(2y- yy).(5)射率為r(x,y).將干板放回原來位置,用照明光中國煤化工MYHCNMHG收稿日期:2006-12-20;修改日期:2007-05-24作者簡介:尹騰(1964-),男 ,遼寧遼陽人,遼寧科技大學理學院副教授,學士,研究方向為全息光學.3勿.理實驗第27卷當用參考光再現(xiàn)時，“士”號對應士1級像;當由于是透射全息圖,透射光在全息圖的左側(cè)，用參考光的鏡像再現(xiàn)時，“士”號分別對應2個10,'產(chǎn)生的物點在全息圖的右側(cè)，該像點必定在衍級鏡像.射光的反向延長線上,是虛像.像點與原物點的空間位置相對于全息圖鏡面對稱,因此,觀察者看2原物像的再現(xiàn)到的是與原物形狀相同的鏡像,如圖3所示.討論(2)式中的0 = ptrD& UpOo,當照明光波與參考光波為完全相同的平面波或球面波時，Op=Ur(圖1中P,R兩點重合)時間，則0=βtA弱(x,y)Oo.因A服(x,y)是參考光在干板上的強度分布,所以U是原物光波波前的準確再現(xiàn)，它與在波前記錄時原始物體發(fā)出的光波的作用完全相同.但是像點1在衍射光的反向延長線上(見圖1),因此為虛像.0的像點位置的確定:因再現(xiàn)光為參考光，即xp=xR,yr=yR,Zp=z,代人菲涅耳全息圖成圖3當再現(xiàn) 光為參考光鏡像光時物的再現(xiàn)像像公式(3)得~[。+(點一)]4共軛像的再現(xiàn)取“+”號得1級像知=zo.將zm=zo,卸p=R，(2)式中的透射光中的0 =pxOxO,0; ,當照鄧p=zR代入(4)式有明光為參考光的共軛光(Op=0R )時(圖1中P"),得O2=βtA最(x,y)O;.顯然0。是原來物光物=5x+(∞xo-∞xn)=xo.的共軛光波前的準確再現(xiàn),它與在波前記錄時原同理yn = Yo,所以0的像的坐標為(xo，Y0，始物體發(fā) 出的光波的作用完全相反.由于原始物zo),此時再現(xiàn)的像1與原物0重合.因此,觀察光波是從0點發(fā)散的,因此共軛光必將從全息干者看到的是與原物0形狀相同的虛像,如圖2所板向O點會聚.所以，當用原來參考光的共軛光示.照明時,衍射光O。將在原來物點的位置會聚成實像.若用眼睛直接觀察可以看到該物體在原來位置的實像與原物形狀相同,看到的是原來物體被照亮的一面,且與原來物體凸凹一致的空心實像.實驗用反射屏接收可以看到該物體的實像,.與圖2形象- -致.5共軛像的鏡像的再現(xiàn)與鏡像的再現(xiàn)相同,當照明光為原來參考光的共軛光鏡像時,同樣會得到實像,其位置恰好在圖2當再現(xiàn)光為 原參考光時物的再現(xiàn)像原來的鏡像位置.若用眼睛直接觀察，可以看到與原物的鏡像形狀相同,且凸凹一致的空心實像，3鏡像的再現(xiàn)而且,看到的也是原來物體被照亮的一面.實驗當再現(xiàn)光為參考光鏡像光源(圖1中P')時，可"到涪比氣像的實像,與圖中國煤化工即:3形象CNMHGp=R,Yp = YR,鄧p=- - ZR.由式(3)~(5)取“一”號可得一級鏡像0'的坐標6結(jié)束語為(xo,Yo,- - zo).由于透射全息圖也是平面全息圖,當可以忽.第8期尹滕:全息再現(xiàn)的分析37略布拉格效應時,其全息圖就與原來參考光的鏡[2]科利爾RJ,伯克哈特CB,林LH.光學全息.像與物光的鏡像的干涉圖等效.因此,當照明光[M].盛爾鎮(zhèn),孫明經(jīng)譯.北京:機械工業(yè)出版社，為參考光的鏡像時,可以在原來物體的鏡像位置1983. 7~24.形成虛像(物體的鏡像),由于少量體積全息的作[3] 楊慶余,拾景忠。伽柏與全息術(shù)的誕生[J].物理實驗,2002 ,22(9):42.用,鏡像通常要比原來的像模糊;當照明光為參考[4] 呂廣娟,張孝林，段新超，白光再現(xiàn)全息照相[J].光的共軛光的鏡像時，在原來物體的鏡像位置形物理實驗,2006 ,26(1):37.成實像(共軛像的鏡像).顯然上面說明的4個像[5] 于美文,張靜方.全息顯示技術(shù)[M].北京:科學出全部為正立的像.版社,1989. 37.[6] 魏冠英,王云創(chuàng),李德堯,等.菲涅耳全息圖的顯微參考文獻:成像[J].物理實驗,2001 ,21(12):16.[1] 林木欣，熊予瑩,高長連，等.近代物理實驗教程[7] 王綠蘋、光學全息和信息處理實驗[M]. 重慶:重CM].北京:科學出版社,2003. 120~125.慶大學出版社,1991. 8.Analysis of holographic reconstructionYIN Teng(School of Science, Liaoning University of Science and Technology, Anshan 114051, China)Abstract: Based on the holographic recording and reconstruction characteristics, the reconstruc-tions of original image, mirror image, conjugate image and conjugate mirror image in plane hologramare analyzed. The reconstruction methods of every image are also analyzed.Key words: holographic imaging; original image; mirror image; conjugate image[責任編輯:郭偉]GwWD。北京歐普特科技有限公司光學元件庫一歐普特科技歡迎訪問:1 www. goldway. com. cn北京歐普特科技有限公司嚴格參照國際通用規(guī)格及技術(shù)指標,備有完整系列的精密光學零部件(備有產(chǎn)品樣本供參考)供國內(nèi)各大專院校、科研機構(gòu)、試驗室隨時選用,我公司同時可為您的應用提供技術(shù)咨詢，我公司可以提供美國及歇洲產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)紅外光學材料,如硒化鋅、硫化鋅、多光譜硫化鋅等.●光學透鏡:平凸、雙凸、平凹、雙凹、消色差膠合透鏡等. .●光學棱鏡:各種規(guī)格直角棱鏡及其它常用棱鏡.●光學反射鏡:各種尺寸規(guī)格的鍍鋁 、鍍銀、鍍金及介質(zhì)反射鏡,直徑5~200 mm..●光學窗口:各種尺寸規(guī)格、材料的光學平面窗口平晶,直徑5~200 mm.●各種有色玻璃濾光片:直徑5~200 mm (紫外、可見、紅外)及窄帶千涉濾片.●紫外石英光纖:進口紫外石英光纖,SMA接口光纖探頭,紫外石英聚焦探頭.地址:北京市海淀區(qū)知春路49號希格瑪大廈B座#306室郵編:10中國煤化衛(wèi)小姐,曾安小姐電話:010- 88096218/88096217傳真:010- 88096216網(wǎng)址:vE-mail: kevinchen@ goldway. com. cn; shinan@ goldway. com. cn; zenTYHCNMHG