图象的全息显示

1、Information Optics 信息光学图象的全息显示1CRT显示图象显示分类： 质量大，体积大，搬动困难，不适应现代大屏幕显示器的要求。2液晶显示3等离子体显示4激光显示器56激光显示娱乐7全息显示8彩虹全息术 1、发展历史 1969年 Benton（本顿）发明了二步彩虹全息 1978年 陈选、杨振寰（美籍华人）发明了一步彩虹全息 使方法简化，噪声降低以后 为扩大视场角、降低噪声，众多技术相继出现 如： 条形散斑屏法 移动法 零光程差法 像散彩虹全息法 与计算机技术相结合的更先进的方法，等等92、彩虹全息的发明思路 普通全息图为什么不能用白光再现？ 是由于不同波长的再现像错位重叠，发生

2、色模糊 和像模糊所致。 能否设法把再现光波压缩在空间很窄的一个条 形区域里，不同的波长占据空间不同的区域。 当用白光照明时眼睛处在空间某一个位置，只 能看到一种波长的再现像。 移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再 会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。10H白光11制作菲涅耳全息图 H1R1激光H1记 录R1：平行参考光第一步12以 H1 的共轭实像为“物”， 通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2SR2R1*H1OH2记 录第二步制作彩虹全息图 H2再现13SH2R2* (单色光）再 现 用单色光再现（共轭光）14H2R2* (白光)蓝绿红狭缝像彩虹像黄紫 用白光再现（共轭光）再 现15

3、彩虹全息图的特点： 1）可以用白光再现； 2）再现像呈现彩虹状的彩色，但再现像的色彩与原物体的 色彩无关，而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如：用白炽灯照明和用日光灯照明， 得到的彩虹效果有很大差异。 3）彩虹全息属于假彩色全息。16 记录彩虹全息图需注意的问题：1）狭缝的宽度应选择适当: 狭缝过宽，再现时各波长对应的衍射区展宽， 引起“混频”，像的单色性差； 狭缝过窄，像的单色性好，色彩鲜艳，但光能量损失较大， 增加曝光时间，对系统的稳定度要求提高。 2）注意狭缝的放置方位: 狭缝应垂直于光路平面。3）注意物体的放置方位: 为了保证再现像是正立的，记录时，物体应“卧”在 光路平面内，即

4、与狭缝相垂直。17合成全息术播放18一、原理第一步非相干光记录记录19第二步相干光记录HL1L2O（黑白胶片）SHRCL L柱透镜20原光路再现H白光点源白光点源21说明 视差的产生是由于双眼从不同的条形全息图得到 不同的视角，实际上是体视对效应 第一步记录黑白底片时应注意保持拍摄角度的一 致性，尤其对大场景。否则会出现再现像的“颠簸” 第二步全息合成时，狭缝宽度应精确计算，与观 察距离、双眼视角匹配，否则，像会发生畸变 突出优点是白光记录、激光合成、白光再现，可 用于拍摄大场景或动态全息22彩色全息术 红645.2 nm 蓝444.4 nm绿526.3 nm1、一般原理 任何颜色都由三原色按

5、比例合成 三原色：红 绿 蓝（ R G B ） 人眼辨别颜色靠视网膜上三种感色的锥体细胞， 分别对 红 绿 蓝 三种颜色敏感 三原色波长的国际标准（由国际照明委员会规定）： 1964年CIERGB系统的标准： He-Ne Laser Ar+ Laser Ar+ Laser 632.8 nm 514.5 nm 488.0nm 532.0 nm半导体激光器23请思考用哪一种类型的全息技术 有望消除色串扰？色串扰 若用 R、G、B 三种波长记录三套全息图，将再现出十二项，相互干扰 白光再现时造成 严重的 问题色串扰色串扰色串扰色串扰色串扰多方向参考光技术24需要几种波长的光源 ？红 绿 蓝需要哪几种

6、激光器 ？记录HMBSSLHeNeAr+Laser H上记录了几套全息图（干涉条纹）？ 三套： Hr、Hg、Hb 条纹本身有无颜色？ 无颜色，是黑白相间的条纹 条纹密度： f r f g f b25再现用 白光 再现根据布喇格条件三者位置几乎重合，恢复（合成）原彩色像红色像Hg 再现出蓝色像Hr 再现出绿色像Hb 再现出2627几点说明 光路结构简单，制作方法简便 再现像便于观察，从任何角度都能看到真彩色图像 感光胶防缩技术致关重要，应严格控制胶的收缩， 以免出现色偏移，降低色保真度 RGB三色的衍射效率应搭配得当，以免出现色偏移 为此应对曝光量严加控制 全色感光胶难以买到，进口胶价贵，国产胶

7、不稳定 用三色激光器，价格昂贵，制作成本高 28模压全息技术 21世纪的印刷术模压全息技术发展简史： 起始于20世纪70年代，80年代初期在美国、日本、英国等国发展迅速。国内的模压全息技术开始于1985年， 1987年从国外引入第一条生产线，此后迅猛发展。我国的模压全息生产厂家数量居世界首位，产品数量和品种也居世界之首。29模压全息的特点： 可以机械化、大批量生产，成本降低，价格低廉，使全息技术走出实验室，进入商品市场。由于发展前景广阔，生产方式类似于印刷，产品又大多薄如纸张，因而被称为“21世纪的印刷术”30工艺流程制作彩虹全息母版复制金属版模压复合模切光刻胶版电铸镍版模压机复合机模切机31

8、323334二、复制金属版 利用电铸工艺，将光刻胶版上的全息图复制（转移）到金属镍版上。 主要设备：电铸槽酸性铸液光刻胶版负极正极金属镍光刻胶版银膜玻璃基底镍母版35三、模压主要设备：模压机利用热压工艺，将浮雕转移到镀铝聚脂薄膜上镀铝聚脂膜热压辊镍工作版36四、复合与模切复合模切在镀铝聚脂膜上刷不干胶要求均匀性好复合机分离有用区域和无用区域模切机37全息应用 Optical Holographic Applications全息显示和全息电影一、全息显示应用举例贺卡邮票广告人物肖像军事模拟训练展览会博览会人体器官三维显示无损探伤三维挂图书籍插图假彩色显示合成全息显示真彩色显示38二、全息电影历史

9、的回顾1976年10月 前苏联放映全息电影，60 80 cm 分钟个观众 两面看 一位美丽姑娘手捧鲜花向观众款款走来1982年法国巴黎大学放映全息电影， 50 60 cm 6个观众 海鸥飞翔391982年日本东京大学放映全息电影，使用反射型多重狭缝技术1983年10月 欧洲某研究机构放映全息电影，使用脉冲激光拍摄35 mm 软片速度：24帧秒126 mm 软片速度： 25帧秒 一位女郎向观众扔肥皂泡近年的发展 研究空间场的运动和变化， 机械的、生理的运动和变化， 热现象中的低频振动和变形， 等等40全息干涉计量术概述普通干涉法缺点 测量精度有限， 系统误差大， 最高达 几十 m分振幅法迈克尔孙干涉仪法布里泊罗干涉仪分波阵面法双棱镜干涉双缝干涉41 用时间分割法获得相干光 对系统本身的依赖性小，系统误差小 测量精度高，达波长量级，几百 n m 精度提高2个数量级全息干涉法（几十 m）42发动机汽缸裂缝焊接质量的检测焊缝有虚焊焊接质量好加热前后二次曝光43Holographi