利用传统全息片实现合成孔径数字全息的研究

分析了传统全息片的微观结构,介绍了细光束成像和合成孔径数字全息记录、再现的基本原理,研究了利用传统方法拍摄的散射物体透射式、振幅型全息片实现合成孔径数字全息的方法,给出了实验结果。理论分析和实验结果表明,利用传统透射式、振幅型全息片,通过光学显微镜放大制作子数字全息图和合成孔径数字全息图,经计算机处理是可以得到完整再现像的,其性质与细激光束照射成像一致。用子全息图再现像的复振幅叠加方法和采用子全息图再现像的强度叠加方法均可实现合成孔径数字全息图的再现,且强度叠加方法的视觉效果要好些,但它们对缩小再现像中散斑的尺寸没有帮助。用子全息图拼接成的合成孔径全息图得到的再现像效果最好,可以缩小再现像中散斑的尺寸,信噪比、分辨率均有提高。要得到更好的再现像,需要用更多的子数字全息图拼接成尺寸更大的合成孔径数字全息图。     

原子束全息技术制作任意微细图形研究

从波粒二象性原理出发，研究了用氖原子束计算全息技术制作任意纳米结构的基本原理和方法，克服了用激光梯度场控制原子堆积，只能制作单一点、线等周期性纳米结构的不足。分析讨论了原子全息与光学全息的区别，指出只有经激光冷却的原子束才满足全息技术所要求的相干条件和衍射条件。最后采用罗曼Ⅲ型迂回位相编码方法设计了氖原子束计算全息片，介绍了操纵氖原子束制作纳米任意结构的实验系统。     

一种基于散斑结构的全息显示屏

提出一种全息平面显示屏的设计和制作方法。显示屏由全息像素单元组成,每一个像素单元都基于散斑的像面全息结构,其中基元光栅起到调制入射光并定向衍射成像的作用。分析了显示屏的视场特性,数值模拟了记录参考光不同入射角度和起限制垂直方向视场作用的狭缝的宽度对再现散斑像的影响。制作出幅面大小为600 mm×800 mm(约40″),厚度为1.5 mm的普通投影全息显示屏,给出相应的制作流程和制作参数。结果表明,全息显示屏具有高亮度和消色散的优点,浮雕型结构便于进行大幅面的快速微纳米压印复制,使得所提出的显示屏具有低成本的工艺优势。     

全息瞄准器中虚像漂移分析

介绍了全息瞄准器的工作原理、特点及应用情况。对全息瞄准器中全息片的再现光束角度在水平和竖直方向微小偏移对十字叉虚像偏移角的影响进行了研究,给出了理论分析和实验测量的曲线结果,两者吻合得很好。对全息片的再现光波长漂移对十字叉虚像偏移角的影响也进行了定量分析,该分析结果为补偿光路的设计提供了依据。     

用全息分色法制作彩色全息图

通过使用三张编码全息片和三种滤光片,用白光将彩色正片的红、绿、兰三色信息记录在一张或两张全息片上。用单色激光同时再现出记录的三种颜色信息的光强分布,并将它们记录在同一张全息片上作成彩色全息图。本方法的显著优点是消除了影响彩色全息图质量的激光斑纹及提高了彩色全息图制作中的光功率利用率。     

大视角数字全息的研究

提出一种新的数字全息方法实现大视角彩虹全息的制作。根据两步法彩虹全息原理，用计算机制作彩虹全息图的H1，并用镜像折叠的新算法将大幅的全息图折叠成一幅较小的全息图。输出微缩后成为一个高密度的全息图。光学方法制作H2时，必须配以合适的平面镜，使再现的光波按光的可逆原理展开成原状。该种镜像折叠的方法巧妙地把计算机制全息与光学全息相结合，吸取了两者各自的优点，实现了大视角数字全息的制作。理论及实验结果表明该方法既解决了大幅度计算机制全息图的输出问题，又使相同信息量的数据容量大大减少，为计算全息图用于立体显示的研究开辟了一条新的途径。     

合成孔径数字全息的记录、再现及实现

介绍了合成孔径数字全息记录和再现的基本原理，提出了相应的实现方法和技术方案。特别对合成孔径数字全息再现中的两类方法：用单参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加，以及用多参考光记录的子全息图数字再现光场复振幅叠加或强度叠加方法进行了详细理论分析和实验研究。结果表明，合成孔径技术是一种提高数字全息再现像的分辨率的有效方法。与传统的子全息图直接拼接的合成孔径数字全息再现方法相比，用子数字全息图再现光场复振幅叠加或强度叠加两种再现方法均可实现合成孔径数字全息的再现，并可显著提高再现像的分辨率，但强度叠加方法的记录和再现难度远小于前者。在实际中可以根据解决问题的要求和子数字全息图的记录情况选用。     

基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息

传统Gabor同轴全息中的直透参考光波与衍射物光波空间重叠,因而无法实现相移干涉。针对这一问题,提出了一种在Gabor同轴全息中引入相移的数字全息方法。根据空间频谱域中不同频率分量空间分离的特点,通过在4f系统的频谱面上采用纯相位空间光调制器对空间频谱的零频分量(直透参考光波)单独进行相位调制实现相移干涉,然后利用相移干涉算法得到再现像。理论分析和实验结果表明,基于4f系统的Gabor同轴相移数字全息方法可以在保留Gabor同轴全息光路简单、受环境振动和空气扰动影响小、对光源相干性和记录器件空间分辨率要求较低等优点的基础上,消除直流项和共轭像的影响,提高了再现像质量。     

基于计算全息的全视差合成全息研究

文中进行了一种新型三维全息图的制作方法研究,该方法基于计算全息原理,与合成全息相结合,实现激光三维全息图的直写打印制作。首先进行了菲涅耳计算全息图的实验,表明计算全息与合成全息结合的可行性与合理性。然后根据合成全息原理与计算全息原理对三维模型进行采样和图像变换处理,再计算出相应的菲涅耳计算全息图,借助数字全息激光打印系统完成三维全息图的拍摄,在激光下进行光学再现,最后对再现结果进行了分析与讨论。     

微柱透镜阵列的全息-光刻胶热熔制作技术

为改善微柱透镜阵列的制作技术、消除光刻工艺对光刻掩模版的依赖,研究了利用全息-热熔技术制作微柱透镜阵列的新方法,即首先采用了全息技术进行曝光,然后利用光刻胶热熔技术在K9玻璃基底上制作出了面形良好的微柱透镜阵列。实验结果表明,进行全息曝光并显影后,能够在光刻胶表面产生良好的正弦阵列表面结构,之后采用光刻胶热熔技术可将光刻胶的正弦阵列结构转变为微柱透镜阵列,且实验结果良好。     

计算机与光学相结合的动态彩虹全息研究

提出一种将数字全息术和传统光学全息结合的方法制作动态全息图。首先通过三维扫描仪获得实际三维物体不间姿态的物光分布数据，然后利用计算机全息技术获得高质量的二步彩虹中的主全息图H1，最后再用光学的方法得到彩虹全息图。该技术充分利用了计算全息技术的灵活性，同时解决了视角和白光再现的问题，获得了较好的实验结果。     

一种基于数字合成的DCG真彩色反射全息图的制作方法

本文介绍一种利用传统的再现波长控制技术与数字图像技术结合起来实现一种新的三维彩色反射全息图的制作方法。从合成三维全息图彩色再现的原理出发，讨论了该方法的可行性。     

平面合成彩虹全息图

提出一种记录平面合成彩虹全息图的空间分割记录方法.利用这种方法得到的彩虹全息图不仅可以在白光下再现一动态图象,而且可以用常规方法进行模压复制.文中描述了这种方法的基本原理、实验装置及结果.     

用多谱激光制作DCG反射全息图的方法

本文提出一种用氩离子激光器全谱输出制作ＤＣＧ彩色反射全息图和ＤＣＧ单色反射全息图的方法。这种方法在解决了ＤＣＧ对氩离子激光器的不同光谱输出的感光度相匹配的基础上,实现了用以中激光器一次曝光制作ＤＣＧ彩色反射全息图。本文还讨论了氩离子激光器全谱记录的ＤＣＧ单色反射全息图在白光再现时的色模糊问题,给出了理论分析和实验结果。     

白光再现多色体积全息图的研制

指出用体积全息制作工艺图片的拍摄方法和用三乙醇胺水溶液预处理干版,在曝光和相应的化学处理后,乳胶的厚度被改变,因而也改变了体积光栅的波长,使再现全息像的颜色发生变化。还报道了三乙醇胺水溶液的浓度与再现全息像颜色的实验关系,在同一干版上制作不同或多种颜色全息图案的方法;如何补偿由于干版不同颜色部分的乳胶收缩不同而造成的再现图像衍射效率的不同。     

体全息图的衍射效率

本文研究了考虑到平均介电常数的变化及内外介质的折射率不同情况下的体全息光栅的衍射效率.     

全息激光防护薄膜的防护效果试验

研制成功了全息激光防护薄膜。本文报道了全息激光防护薄膜对强功率激光的防护效果试验。试验表明:薄膜对0.53μm波长激光的平均光密度D为4.11,有效防护角为15°,抗激光破坏能力强;在60mJ激光入射能量内,薄膜对兔眼的激光防护效果显着,眼损伤的发生率为百分之零。     

计算机制作平板型周视彩虹全息

利用计算机制作全息图简洁和灵活性,在光学周视彩虹全息的基础上提出了计算周视平板彩虹全息。在菲涅耳衍射理论的近似框架下,从理论推导出基元周视全息的物光分布。实际物体在记录面上的物光分布可以看成是物体上所有物点的基元周视全息物光分布的叠加。根据这一原理,模拟光学全息原理,计算出物体周视全息的物光和参考光的干涉条纹,从而获得平板周视全息图。该方法克服了光学平板周视全息在制作光路上的复杂性,使得周视全息图的制作简便易行。给出了实验证明。     

基于全变差重构算法的数字全息研究

为了消除传统算法对数字全息重构过程中会出现0级像、共轭像干扰的问题,将压缩感知理论与数字全息图再现相结合,提出了基于全变差的两步迭代收缩阈值重构算法（TwIST）,并应用于数字全息图压缩感知全息图重建。 TwIST算法根据重构成分的特点增加正则约束,对相应的形态进行调整,在满足全变差最小的特性的基础上进行重构,提高了重构全息图的质量。结果表明,TwIST算法可以对数字全息图稀疏重建,利用35%的部分全息图数据进行图像重构,重构图像峰值信噪比为36.46dB,且没有0级像和共轭像等干扰。该研究结果对实现计算全息的实时性具有重要的意义。     

一种简单高效的高亮度二步彩虹主全息图制作方法

提出一种将记录二步彩虹全息图时引入的狭缝转移到主全息图的记录中，充分利用主全息图面积，再现得到高亮度物像的简单高效的二步彩虹主全息图制作方法，对以光刻胶版为记录材料的激光印刷具有实用价值；相应的实验得到了满意的效果。