92激光在信息技术中的应用激光全息术讲解.pptx

上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示9.2.1 9.2.1 全息术的历史回顾全息术的历史回顾 全息术不断发展，至今已经历三个阶段。从盖伯最早提出全息术的思想之后的十多年，这个时期是全息术的萌芽阶段。这一阶段的全息术主要是理论研究和少量的实验。全息术发展的第二阶段是在1960年激光出现以后。20世纪80年代以后延续至今是全息发展的第三阶段。（1）全息术不仅记录物体的散射光强，还记录了散射光的相位，能再现原物的立体图像。以下结合图9-14简要地说明全息照相的拍摄和再现原理。全息图的拍摄光路如图9-14(a)所示；图9-14(b)所示的光路为再现光路 图9-14 全息照相的拍摄和再现原理示意图9.2.2 9.2.2 激光全息术的基本原理和分类激光全息术的基本原理和分类 上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示（2）全息图的分类有以下六种情况 9.2.2 9.2.2 激光全息术的基本原理和分类激光全息术的基本原理和分类 按照记录介质的膜厚分类，有平面全息图和体积全息图两类；按照投射率函数的特点分类，有振幅型和位相型两类，而位相型又可分为表面浮雕型和折射率型两类；按照记录的物光波特点，可分为菲涅耳全息图、夫琅和费全息图和傅里叶变换全息图三类；按照再现时对照明光的要求，可分为激光再现和白光再现两类。我们在后文将重点介绍这两类；按照再现时观察者和光源的相对位置，可分为透射型和反射型两类；按照显示的再现像特征，有像面全息、彩虹全息、3600全息、真彩色全息等等。上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示1.白光反射全息图 9.2.3 9.2.3 白光再现的全息三维显示白光再现的全息三维显示白光反射全息图是较为简单的一种白光再现全息图，其记录和再现光路如图9-15所示。图9-15 白光反射全息示意图上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示2.像面全息图 9.2.3 9.2.3 白光再现的全息三维显示白光再现的全息三维显示像面全息图需要利用透镜，记录的是物体的几何像。全息图的记录如图9-16a。白光再现如图9-16b。图9-16 像面全息图的记录与重现上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示3.彩虹全息图 9.2.3 9.2.3 白光再现的全息三维显示白光再现的全息三维显示彩虹全息图因再现像存在彩虹般的色彩而得名，其基本方法是二步彩虹全息图。二步彩虹全息的基本原理如图9-17 图9-17 二步彩虹全息的基本原理上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示4.真彩色全息 9.2.3 9.2.3 白光再现的全息三维显示白光再现的全息三维显示为了能反映物体的本来面貌（也包括颜色信息），真彩色全息术的研究课题引起了人们的重视。目前已有多种真彩色全息图的制作方法，如白光反射型真彩色全息、夹层真彩色全息、假彩色编码的真彩色全息等，但是这些方法均还处于研究阶段，应用推广还有一定的困难。5.合成全息 3600全息可以显示出物体3600一周的像，其三维立体感更强。其记录分两步，第一步是将被拍摄的物体置于可绕中心轴旋转的平台上，用普通白光照明，当平台转动时，用电影摄影机对物体连续摄影（图9-18a），第二步是合成过程，利用彩虹全息光路，且在光路中插入一狭缝(图9-18b)，用全息软片记录。再现时，观察者能见到一个连续动作的立体像（图9-18c），像的颜色和彩虹全息的像相同，像的垂直方向视差也与彩虹全息再现像一样受到限制。6.模压全息 目前所见的模压全息图大多数采用彩虹全息光路制作模压母版。根据模压工艺的要求，模压母版需要制成浮雕型，通常采用光刻胶版材料制作全息母版，然后对全息母版进行处理，以电镀、电化学方法制作金属模压版，最后以这个金属模压版去压印涤纶薄膜，得到大量的与原全息母版一样的高衍射效率的模压全息图。上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示9.2.3 9.2.3 白光再现的全息三维显示白光再现的全息三维显示图9-18 3600合成彩虹全息术的基本原理上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示1.计算全息图的制作和再现过程主要分为以下几个步骤 9.2.4 9.2.4 计算全息图计算全息图抽样，对物体或其波面抽样，得到在离散样点上的值；计算，计算物光波和参考光波叠加后在全息平面上形成的光场分布；编码，把全息平面上的光波复振幅分布编码成全息图的透过率分布；成图，在计算机控制下，将全息图的透过率变化在成图设备上成图，再经光学缩版得到实用的全息图；再现，需用光学方法再现出物光波 2.计算全息的主要应用范围 3.计算全息的优点 可以记录物理上不存在的虚拟实物，只要知道物体的数学表达式就可用计算全息记录下这个物体的光波，并再现该物体的像。二维和三维物体像的显示；在光学信息处理中用计算全息制作各种空间滤波器；产生特定波面的光波用于全息干涉计量；激光扫描器；数据存贮。9.2.5 9.2.5 计算全息三维显示的优点计算全息三维显示的优点上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示1激光全息三维显示用于科学研究 9.2.6 9.2.6 激光全息三维显示的应用激光全息三维显示的应用（1）在显微领域的应用 激光全息三维显示技术却可以在较大的视野内获得水下物体的清晰像 2.激光全息三维显示应用于工业产品检测中 全息显示和干涉测量技术结合形成了全息干涉测量技术，也叫三维干涉测量技术，它特别适用于各种材料的无损检测。全息显微镜具有高分辨率、高成像质量的优势，它已用于透明或不透明的生物细胞、分子和医学器官等的三维放大、显示。（2）在海洋科学中的应用 3激光全息三维显示应用于商业领域 激光计算全息图将激光全息技术和计算机技术结合起来，形成了新的数字化、自动化象素全息三维显示技术。全息图颜色鲜艳逼真，水平和垂直动态视场分别可达100度，全息图尺寸可以任意大 4.激光计算全息三维显示应用于虚拟物品设计方面 上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示5.激光全息三维显示用于文教艺术方面 9.2.6 9.2.6 激光全息三维显示的应用激光全息三维显示的应用各种全息图本身就是一种文艺品，可以制作成惟妙惟肖的三维立体图片去美化人们的生活。全息与艺术的结合已经开辟了广阔的领域，种类繁多的全息艺术制品早已走进市场，走入寻常百姓的生活中。全息图在科教中可作为三维立体模型、三维挂图、杂志和教科书的立体插图等等。6.激光全息三维显示用于多媒体领域 正如全息照片不同于普通的立体照片一样，全息电影与用偏光镜观看的立体电影也截然不同，它的突出特点是三维立体性。7.激光全息三维显示应用于地理地形、地质勘测和气象观察等领域 利用全息技术，可将不同高度和角度的地形地貌拍摄成多幅全息图，则再现时，得到三维立体图像，从而可取得更直观的观测效果。8.激光全息三维显示应用于军事、医学和财经等领域 利用真彩色显示在军事上可进行军事模拟训练和模拟演习，三维的立体场景将显著增强现场的真实感和实战气息。上一页上一页上一页上一页回首页回首页回首页回首页下一页下一页下一页下一页回末页回末页回末页回末页回目录回目录回目录回目录第第九九章章 激激光光在在信信息息技技术术中中的的应应用用9.2激激光光全全息息三三维维显显示示（1）防伪新技术中的激光全息显示。9.2.7 9.2.7 激光全息三维显示技术的展望激光全息三维显示技术的展望（2）大面积显示全息图和全息显示一体化产品的研制。目前的产品存在两个问题：一是面积太小，作为高档次艺术挂图必需制作大面积全息图，这对全息记录材料和图像制作技术提出了挑战；二是全息图的显示必须在室内装有白炽灯或激光器并以特定的角度照明，才能显示出三维立体像的最佳观赏效果。（3）干涉计量用激光全息彩虹相机的研究。激光全息干涉计量在无损探伤、应力与应变、以及光测力学等度量研究中有着广泛的应用前景。（4）激光全息立体显示屏幕的研究 数字全息图的研究，将促进“全息”电视或真正意义上的全息电影的问世。（5）计算全息三维显示技术及其应用的研究。计算全息首次将计算机引入光学处理领域，具有独特的优势和极大的灵活性，尤其是能够将复杂或虚拟的物体三维、完整地显示出来，这开拓了全息技术在信息时代广泛应用的新途径。