用傅里叶变换全息存储资料

1、利用傅里叶变换全息图存储资料 利用傅里叶变换全息图存储资料 傅里叶变换全息介绍傅里叶变换全息介绍1、傅里叶变换全息记录的并非物光本身，而是物的频谱。2、傅里叶变换全息多用于记录平面物体。全息干板傅里叶全息记录平行光参考光yxy1x1FbL1F实验目的实验目的 1、掌握傅里叶变换全息图存储资料的方法。2、熟悉傅里叶变换全息光路的调整。3、通过实验加深对傅里叶光学基本概念的理解。实验设计思想实验设计思想 傅里叶变换全息图存储资料，是把资料的傅里叶频谱与参考光在全息干板上相干叠加，形成直径为12mm干涉图形，用全息的方法记录下来；再现时，重现出的傅里叶频谱光波，在像平面上相干叠加产生出被记录资料的像

2、。 所记录的物体一般是平面物体。实验原理实验原理 1 1、傅里叶变换、傅里叶变换 傅里叶变换又称傅里叶积分变换。 指的是两个数学积分式：（1）式是傅里叶变换,（2）式是傅里叶逆变换。 空间域的物； 频率域的谱，称为傅里叶频谱，简称的频谱。 ）（1dxdyyfxfi2-expyx,g)f ,G(fyxyx）（ 2dfdfyfxfi2)expf ,G(fyx,gyxyxyxy)g(x,yxf ,fGfxfyyx2、傅里叶变换光学系统、傅里叶变换光学系统 对物函数做傅里叶变换就得到傅里叶频谱函数。 物体经过透镜后，在后焦面上得到物函数的频谱。这就是说，透镜起傅里叶变换的作用这就是说，透镜起傅里叶变换

3、的作用。 利用透镜对频谱函数作傅里叶逆变换，在透镜后焦面上就得到像函数。 典型的傅里叶变换光学系统是如图：4f系统。ABBACCFFFF物面频谱面像面L1L2图（1） 傅里叶变换4f系统3、补充：光波的复振幅表示（、补充：光波的复振幅表示（计算方便） 单色光波的数学表示：单色光波的数学表示：)(2cos)(),(0ptputpu（1）t 时刻、空间p点光振动p 点光振幅光波频率p 点初位相指数表示：指数表示：)(exp)()(0pjpupU（4）（2）)(2exp)(),(0ptjputpu可省略tjpUtpu2exp)(),(（3）变量分离复振幅表示：复振幅表示：)(exp)()(0pjpu

4、pU（5）振幅位相振幅与复振幅振幅与复振幅的区别: 振幅振幅P点的振动幅度振动幅度 。 复振幅复振幅振动在空间的传播振动在空间的传播，是光波是光波。 复振幅 共轭光波共轭光波：复振幅互为共轭共轭的光波。 如： 互为共轭光波。互为共轭光波。)(j0)(UUPePP )(j0)(UUPePP 光强计算：光强计算：(P) U02(P) U(P)U*(P)， 光强光强=复振幅复振幅共轭复振幅共轭复振幅在全息照相中在全息照相中U(P)=G (p)+R(p)4 4、傅里叶变换全息记录与再现全息、傅里叶变换全息记录与再现全息 全息记录：全息记录：傅里叶变换全息记录可以采用平行光照明物体的形式， 图（2）是记

5、录傅里叶变换全息图的光路。 全息干板图（2）傅里叶全息记录平行光参考光yxy1x1FbL1F设:物光(频谱)为：参考光为： PiexpPG)f ,G(f 0yx11 PiexpPRy,xR011两光叠加：两光叠加： PiPiexpPRexpPGy,xRf ,fGy,xU0011yx1111光强：光强： 11*yx*11yx11*1111y,xRf ,fG y,xRf ,fGy,xy,xy,xI1111UU1111yx*11yx11*20f ,fGy,xRf ,fGy,xRGGR4 4、图像再现、图像再现 : 图（3）是用再现傅里叶变换全息图的光路。图（3）傅里叶全息再现再现光y1x1假定用用原

6、参考光 照射经线性记录后的全息图。ci011eCy,xC*000*0020020yxGCRGCRGRf,fU11ciiciicicieeeeeCeC式中，包括四项：11yxy,x Cyx,tf,fU111111yx*11yx11*201111f,fGy,xRf,fGy,xRGGRy,xIy,xt则透过光为：则透过光为：记录底片：赵凯华,光学(下)，P4042PiexpPG)f,G(f 0yx11 实验内容与步骤实验内容与步骤 1、按照图（4）摆好光路，并注意做好以下调整：（1）保证光程相等。（2）傅里叶变换系统的调整：保证L0 出射严格的平行光；保证透光资料g到L1距离为F 。（3）各光学器件严格共轴，透光资料片上的光强均匀。 FF激 光 器参考光M1BSM2CLL0L1H 图（4）实验光路图C快门 M1,M2,M3反射镜，BS分束镜，L扩束镜，L0准直透镜，g透光资料，L1傅里叶变换透镜 ， H白屏或全息底片 ， O光阑gLFLL2、调整白屏H的前后位置，使白屏上频谱光斑的范围最小，然后移动）白屏H，移动的距离一般为傅里叶变换透镜焦距F的5左右，此时光斑直径扩大了一些，大小约为12mm。3、在白屏上，参考光的光斑大小