计算全息CGH课件

基于迂回相位编码的CGH及其实现什么是光学全息利用干涉原理，通过参考光波与物光波干涉，将物光波的振幅和相位信息以干涉条纹（干涉图）的形式记录在某种介质上。然后利用光波衍射的原理，再现原始物光波，从而再现原物体的三维像。光学全息发展历史1948年,英籍匈牙利人，丹尼斯盖伯(DennisGabor)发明了光学全息1960年，第一台激光器问世，解决了相干光源的问题。1962，美国科学家利思和乌帕特尼克斯提出了离轴全息图。第一代：同轴全息，采用汞灯记录和再现，单色性差，±1级重叠，观察模糊。第二代：离轴全息，采用激光记录和再现，单色性好，±1级分离，观察清楚。第三代：离轴全息，采用激光记录和白光再现，色彩丰富，实用性好。第四代：采用白光记录和白光再现，色彩丰富，实用前景广阔。光学全息的发展阶段计算全息计算全息将计算机技术与光全息技术结合起来，可以实现光学全息技术无法实现或难以实现的某些特殊功能。计算全息发展极其迅速，已成功应用在三维显示、空间滤波、光学信息存储和激光扫描等诸多方面。计算全息术发展历史1965年德国光学专家A.W.Lohmann制作出世界上第一个计算全息图,简称CGH1967年Paris把快速傅立叶变换引入计算全息1969年Lesem提出相息图1974年WaiHonLee提出计算全息干涉图的制作技术PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

计算全息术的应用计算全息元件三维图象显示用于校正普通全息元件像差用的像差校正器用于激光扫描器，可实现多束光同时高速扫描用于数据存储中进行编码的相移器功能的全息透镜计算全息可对那些能方便用数字描述但却难以制作的物体进行三维显示PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

计算全息术的应用

光学信息处理中的各种空间滤波器逆滤波器微分滤波器光学检测计算全息制作标准波面精度很高带通滤波器物光信息的采集处理编码存储再现计算全息图的制作物光信息的采集物光信息的采集是指确定物光信息的函数形式，一般表现为复振幅透射率函数（或反射率函数）对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数据采集对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间带宽积，即满足关系式M·N≤Δx·Δy·Δfx·Δf式中M、N分别为X方向和Y方向的抽样单元数，Δx和Δy为物体的空间宽度，Δfx和Δfy为物的频带宽度物光信息的处理

光波从物到全息图，必然经过一个传播过程，而到达全息图的光场复振幅函数必然对应于物函数的某种变换，物信息的处理是指由计算机完成物函数的这种变换，对于不同的全息图，变换的内容是不同的对于傅里叶变换全息图，必须使用计算机完成物函数的傅里叶变换，得到全息图平面的光场复振幅函数，计算全息多采用傅里叶变换全息图对于菲涅耳全息图，须计算物函数经菲涅耳衍射到达全息图的函数分布为了提高效率一般采用快速傅里叶变换。由于傅里叶变换全息图上条纹排列比较有序，因而计算机全息多采用傅里叶变换全息图。注意的一点是全息图平面上的函数的抽样数不少于物函数的抽样数。到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅信息和位相信息，计算全息在“锁定”位相信息方面可以通过两种途径。一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全息图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编码方式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图称为干涉型计算全息图。另一种编码方式是计算全息所特有的，称为迂回位相法。如：罗曼型迂回位相法、四阶迂回位相、三阶迂回位相法。信息的编码迂回位相用全息图上两个独立的参量来编码物函数的振幅和位相由于这两个独立参量均为非负的实数，因而可用一般的记录介质记录。这种方法是在一个抽样单元内用一个长方形透明孔来反映物函数在这一点的值。孔的宽度Bmn是一个常量，令其高度Hmn与物函数归一化振幅成正比，孔的中心点离抽样点的距离dmn与其位相成比例。

迂回位相信息编码方法迂回位相编码示意图迂回位相编码示意图编码公式：图中mx0，ny0表示抽样单元的中心位置信息的存储计算全息图通常都用光学方法实现波前重现，因而存储手段必须与此相适应。信息存储的方法有多种，最普遍的一种是用计算机绘图仪将计算机处理的结果直接画在纸上，然后用精密照相拍制在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸，制成实用的全息图。还可用图形发生器、光绘仪、显微密度仪、激光光束扫描记录装置等来制作振幅型计算全息图。用干涉编码法制作的傅里叶变换全息图，可以用图示的光学系统来再现。用置于处的点光源通过透镜L1生成平行光，照明透镜L2前焦面上的计算全息图H，在透镜L2后焦面处光轴上观察再现像计算全息图的再现方法是根据全息图类型来确定的

计算全息图的再现PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

对于用迂回编码法制作的全息图，再现时，用衍射角度保证在一个抽样单元内获得从0到2π变化的位相差。因为透镜前后焦面是傅里叶变换关系，前焦面上对中心的偏离在后焦面上表现为波面位相的变化。这就是迂回位相编码的物理基础。迂回位相编码计算傅里叶变换全息图的再现全息图的制作方法

最普通的一种是用计算机绘图仪将计算机处理的结果直接画在纸上，然后用精密照相机拍摄在照相机底版上，适当放大或者缩小到核实尺寸，制成使用的光学全息图。对于迂回编码法形成的振幅性全息图，可以用此法。此外，还可用图形发生器，光绘图仪，显微密度仪，激光光束扫描记录装置等来制作。对于浮雕型位相计算全息图（如相息图），由于只记录物的位相信息，因此还必须用光刻机、离子束刻蚀机或电子束刻蚀机等制作。计算全息图的制作过程一般计算全息的制作过程分为五步抽样计算编码绘制和缩小

再现傅里叶变换全息图的制作流程：输入图像乘随机相位傅立叶变换获取振幅和相位编码振幅和相位显示、保存全息图数字再现PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/

CGH的编码PI=3.14159;Image=imread('E:\123.jpg');Figure;Imshow(Image);N=32;A=zeros(N,N);B=zeros(N,N);forI=1:1:32forJ=1:1:32ImageNum=double(Image(I,J,1));A(I,J)=ImageNum/31;B(I,J)=0;end;end;figure;imshow(A);forI=1:1:NforJ=1:1:NR=rand(1,1);

B(I,J)=A(I,J)*sin(R*2*PI);A(I,J)=A(I,J)*cos(R*2*PI);F(I,J)=A(I,J)+j*B(I,J);

end;end;F=fft2(F);F=fftshift(F);Max=max(max(abs(F)));F=F/Max;A=real(F);B=imag(F);figure;s=1;axis([032032]);holdon;

forJ=1:32y0=s/2+(J-1)*s;forI=1:32x0=s/2+(I-1)*s;H=A(J,I)*s;F1=B(J,I)*s;W=s/2;ifabs(F1)<=s/4x2=x0-W/2;x3=x0+W/2;y2=y0-H/2;y3=y0+H/2;fill([x2,x2,x3,x3],[y2,y3,y3,y2],'k');elseifF1>s/4x22=x0+F1-W/2;x33=x0+s/2;y22=y0-H/2;y33=y0+H/2;fill([x22,x22,x33,x33],[y22,y33,y33,y22],'k');x222=x0-s/2;x333=x0+F1+W/2-s;fill([x222,x222,x333,x333],[y22,y33,y33,y22],'k');elsex22=x0-s/2;x33=x0+F1+W/2;y2=y0-H/2;y3=y0+H/2;fill([x22,x22,x33,x33],[y2,y3,y3,y2],'k');x222=x0+F1-W/2+s;x333=x0+s/2;fill([x222,x222,x333,x333],[y2,y3,y3,y2],'k');endendendaxis('equal');axisoff;

alpha=0.5;forI=1:1:N

forJ=1:1:N

Xcos=(J-1)/256;

A(I,J)=cos(2*PI*alpha*Xcos);

B1(I,J)=sin(2*PI*alpha*Xcos);