第7章-光显示技术-课件

第七

章光显示技术1ppt课件第7章

光显示技术

像全息、反射全息、彩虹全息、模压全息等7.1像全息技术一、何谓像全息像全息是一种可以用宽光源（较大）和白光

（较宽）照明再现原物体的像的全息技术。2ppt课件二、拍摄像全息的光路

1、

二步拍摄法图7.1.1像全息的记录和再现3ppt课件2、透镜成像法（像面全息）3、透明物像全息的记录图7.1.2像面全息的记录图7.1.3透明物体像全息的记录4ppt课件

第6章中讨论过由于色散,再现像的展宽为可见：，人眼的分辨率是一个定值，当时，允许有比较大的值，即可用白光再现。

三、像全息的特点（7.1.1）5ppt课件由（6.3.6）式可知：可见

，同理：当，时，可允许较大，可用宽光源再现。

6ppt课件图7.1.4照明光源和带宽对象全息的影响7ppt课件7.2彩虹全息技术

二步彩虹全息、一步彩虹全息、象散彩虹全息、多重彩虹全息定义：彩虹全息是用激光记录，白光照明再现单色象的一种新的全息技术特点：在记录光路中适当位置加入一个狭缝限制再现象的光波以降低象的色模糊，因而能用白光再现。优点：与象全息一样，可以用白光再现，得到不同颜色的彩虹象，但比象全息景深大，有视差效应（在狭缝方向）。8ppt课件一、二步彩虹全息

1、

方法的提出

对于一张已拍好的全息图，任何一块碎片亦能再现完整的原物的象则：加一狭缝限制，也应同样可以再现原物的像但：加上狭缝后，可降低象的色模糊（色散），不是可以用白光再现吗？9ppt课件2、

拍摄方法：第一步拍摄一张离轴菲涅耳全息图----原全息图图7.2.1二步彩虹全息的记录和再现(a)10ppt课件第二步：拍摄一张线全息图---彩虹全息图

图7.2.1二步彩虹全息的记录和再现(b)11ppt课件3、

再现：a单色光再现

图7.2.1二步彩虹全息的记录和再现(c)12ppt课件b白光再现

图7.2.2彩虹全息的再现13ppt课件对不同的波长，形成不同的狭缝象，眼睛放在某一狭缝象处就可透过该狭缝看到某一颜色的再现象。眼睛上下移动，看到的再现像的颜色也在变化，就象彩虹一样。14ppt课件4、

特点由图知：

由于物光束受狭缝S的限制，（缝宽为a），投射到上只是一束细光束（y方向）。这样对应于一个物点Q，在的y方向上只占了一小部分，由图得：

（7.2.1）15ppt课件由于一个物点的全息图的大小，在y方向受到限制，在x方向不受限制这样，在y方向失去体视感，在x方向有体视感。所以说：彩虹全息能用白光再现，是以牺牲了y方向的体视感为代价的。

16ppt课件

二、一步彩虹全息彩虹全息图的本质：是在观察者与物体再现象之间形成一个狭缝象，使观察者通过狭缝象去看物体的象，以实现白光再现单色象。为此目的，1977年底，美籍华人陈选和杨振寰利用象全息原理进一步提出一步彩虹全息。17ppt课件

一步彩虹图7.2.3一步彩虹全息的记录和再现(b)18ppt课件一步彩虹全息的另一种记录光路图7.2.4一步彩虹全息的另一种记录光路19ppt课件

三、象散彩虹全息彩虹全息--加了一狭缝----带来一定的影响，缝（宽a）的影响：

太宽----象模糊（再现时各色狭缝像重叠）太窄-----光弱，散斑↘→↘→a↘→散斑、光弱不想减小a，但又要满足的要求就要减小——用柱透镜20ppt课件用柱面透镜：减少色模糊

↘↘提高信噪比a↗→光通量大→信噪比高21ppt课件(1)二步像散彩虹全息记录当路

图7.2.5像散二步彩虹全息的记录光路22ppt课件

（2）一步像散彩虹全息记录光路

图7.2.6像散一步彩虹全息的记录光路23ppt课件图7.2.7Y方向的光路图7.2.8X方向的光路24ppt课件7.3模压全息技术

模压全息---实质上是一种全息复制（copy）方法复制：普通印相法—正负底片激光复制模压复制解决了大批量生产的问题：形成规模，增加效益，经济、商业效益显著。由于全息特性：用于防伪---------如防伪商标25ppt课件一、激光复制透射复制

反射复制

二、模压全息图的制作：第一步

制作原版全息图第二步

金属模的制作第三步

热压1、

制作原版全息图A、

对原版全息图的要求，i)

白光再现：广泛民用、商用、经济效益高ii)

浮雕型：热压成型，生产要求26ppt课件B、

原版全息图的制作方法：采用彩虹全息图的制作方法，假彩色编码的方法i)

两步记录法：视场范围大，光能利用率高ii)

接触曝光法：易制成大面积全息图，但信噪比低iii)

一步记录法：简单、噪声小

C、

用以制作原版全息图的物（目标）i)

三维物ii)

纵向分层透明片27ppt课件图7.3.1原版全息图的两步记录法28ppt课件图7.3.2接触曝光法29ppt课件图7.3.3一步彩虹记录法30ppt课件图7.3.4分层透明物31ppt课件2、

金属模的制作母模，用于热压A、

要求:与原版全息图一模一样，耐压，耐磨

B、

工艺：

目的1）原版全息图的表面处理

清洗油污、杂质，保证镀层牢固。

2）原版全息图的敏化处理

表面离子化，保证镀银反应均匀进行。3）化学镀银

镀上一层颗粒极细的银，形成导电层，图象转移32ppt课件4）电铸镍

镀上一层0.1mm的电镍版5）剥离清洗

→

银版（头版）

母模保存，用于翻铸工作版6）银版表面纯化，氧化

使得在翻铸工作模板时容易剥离7）翻铸工作模版直接用于生产，可用100万次以上33ppt课件图7.3.5金属压模工艺流程34ppt课件3、

热压批量生产，出产品A、

准备工作：热压机（设备）材料：聚氯乙烯，厚度工作温度：55～110℃35ppt课件图7.3.8热压设备简图36ppt课件图7.3.7聚氯乙烯透明片温度特性曲线37ppt课件B、

工艺流程①

胶片的准备：聚氧乙烯的干燥处理等②

热压③

真空镀铝（膜）--反射式（镀膜机）④

涂胶⑤

加保护层⑥

切边成型38ppt课件图7.3.9模压全息图的工艺流程示意图39ppt课件7.4傅里叶变换全息技术

一、傅里叶变换全息图的记录

1．光路

图7.4.1傅里叶变换全息的记录40ppt课件

2．数学推导i)在透镜后焦面上物波的频谱为：ii)参考光为：则：41ppt课件iii)得光强为：式中：42ppt课件3．物理意义i)全息图的光强由各个频率，各个方向的光波叠加而成。ii)每个余弦光栅的振幅正比于物光波的振幅的模，初位相取决于该点的位相。iii)记录了物波的频谱，且有一定的倾斜因子，重现时可分开。

43ppt课件二、傅里叶变换全息图的再现

1、

数学推导光路图因全息图经线性处理，有：图7.4.2傅里叶变换全息的再现44ppt课件当用平面波照明时有：在象面上取反射坐标，经傅里叶变换有，第一项：

★-------自相关函数第二项：-------函数45ppt课件第三项：同理第四项：46ppt课件2、

物理意义：i)自相关相--------在焦点附近形成晕轮光ii)函数-------照明光波的零频相

----焦点处形成一亮点iii)在频谱面的处，形成原始物的倒立象，iv)在频谱面的处形成共轭象—正立象。47ppt课件二、傅里叶变换全息的其他光路布置

1、球面波照明的傅里叶变换全息

图7.4.3球面波照明的傅里叶变换全息图的记录48ppt课件在第三章已证明过：物置于焦面上，全息置在S的物象共轭面上，即满足其它关系如前：，比较：标准的傅里叶变换全息---（平行照明，物置前焦面，变换平面）49ppt课件2、准傅里叶变换全息图，（在第二章知道，存在一个二次位相因子，由于物光与参考光的作用，正好消去）。

图7.4.4准傅里叶变换全息图的记录50ppt课件特点：①物体紧挨透镜，可以充分利用透镜的孔径。②参考光与物同在一平面上。③H在f上。前已讨论过，在后焦面上，物体的光分布为：(7.4.10)51ppt课件而参考光的坐标为，则其位相因子为：52ppt课件

略去常位相因子

，因无影响，得:

参考光波可写为(7.4.10)(7.4.11)(7.4.12)53ppt课件迭加后的光强为：

(7.4.13)54ppt课件

可见，物光与参考光的二次位相因子作用正好相消，仍可得到准确的傅里叶变换。推论：

①

只要物平面和参考光源在同一平面上，则无论照明光波是平面波还是球面波，结果一样

②

物面离开透镜—

也一样得到准傅里叶变换55ppt课件3、无透镜傅里叶变换

图7.4.5无透镜傅里叶变换全息图的记录56ppt课件物光按菲涅耳衍射写成：(7.4.14)57ppt课件参考光：（与前一样）

在记录面上的光强为：

(7.4.15)(7.4.16)58ppt课件可见，由于参物光二次位相因子的作用相消，也能将二次位相因子消去，重现时：原始象项为：(7.4.17)59ppt课件可见，与原物波一样，只是多了一个位相因子表示原始象在C的上方，（重现取反坐标系）如图图7.4.5无透镜傅里叶变换全息图的再现60ppt课件

4．夫琅和费全息图

记录再现图7.4.7图7.4.861ppt课件5．无透镜夫琅和费全息图

图7.4.962ppt课件7.4.4全息信