全息-全息应用、白光显示全息、视频讲解课件

§5-5体积全息图要求记录介质的厚度满足关系式：当用于全息记录的介质足够厚时，它在物光和参考光的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，形成体积全息图。记录介质的折射率记录波长干涉条纹周期这种全息图在再现过程中将主要显示出体效应，与平面全息图有很大差别。hq/2d§5-5体积全息图要求记录介质的厚度满足关系式：1OzRqq1xq2Lkgddkrko.VolumeHolography：Recording

体积全息图：记录在相对厚的介质中记录的全息图简单情形:物波和参考波是波矢量为ko和kr的平面波,记录介质的前后两表面是z=0和z=d干涉图样是x,y和z的函数：I(x,y,z)=|Ir1/2exp(j

kr.r)+Io1/2exp(j

ko.r)|2这是一个周期为kg的正弦型图样，形成等间距的平面族结构,其等强度面垂直于光栅矢量kg。用感光材料将干涉图样记录下来成为厚衍射光栅,或体全息图。=Ir+Io+

2(IrIo)½=Ir+Io+

2(IrIo)1/2式中.OzRqq1xq2Lkgddkrko.VolumeHol21、体全息图的记录与再现体光栅的条纹面应平行于R和O两光夹角的角平分线，它与两束光的夹角θ应满足关系式θ=(θ1-θ2)/2参考光在介质内的入射角物光在介质内的入射角体光栅常数Λ满足关系式：2Λsinθ=λ记录光波在介质内的波长记录光与条纹平面的夹角OzRqq1xq2Lkgdd1、体全息图的记录与再现体光栅的条纹面应平行于R和O两光夹角3VolumeHologram：Example

体积全息图：例参考波指向z方向，而物波与z轴夹角为2dxzl2qLqqkrkokgkg=2ksinVolumeHologram：Example

体积全息图4VolumeHologram：Reconstruction

体积全息图：再现参考波照明全息图，被厚全息图布拉格反射再现出物波Lf再现时，把条纹面看作反射镜面，则只有当相邻条纹面的反射光均满足同相相加的条件（光程差等于一个波长）时，才能使衍射光达到极强——布拉格条件。布拉格条件再现光与条纹平面的夹角再现光在介质内的波长2Λsinf

=λVolumeHologram：Reconstruction5BraggCondition

布拉格条件sin

：光栅平面与照明光波之间的夹角.当用原参考光再现时，=。由于sin,布拉格条件自动得到满足.平行的光栅平面反射入射波.由几何关系显见，反射波是物波的延伸，再现成功。Lfxz2qBraggCondition

布拉格条件sin6BraggSelectivity

体积全息图的布拉格选择性设体光栅为纯位相型,则光栅的衍射效率为:

其中光栅的耦合强度、布拉格失配参量分别为：

=Ksin(0)

K2/4n0

余弦型折射率变化的调制度位相失配量P230耦合波理论的结果：BraggSelectivity

体积全息图的布拉格选择7

典型的布拉格选择曲线

=Ksin(0)

K2/4n0

典型的布拉格选择曲线=Ksin(0)8§5-5体积全息图

最简单的反射型体全息图单光束入射光记录介质被摄物体（高反射率）§5-5体积全息图

最简单的反射型体全息图单光束入射光记9电控全息WDM波分复用器光开关l1

得到有效的衍射

l1

&

l2

都通过l2

不受障碍地通过输入l1,l2如果光栅强度与外加直流电场有关...§5-5体积全息图应用例电控全息WDM波分复用器光开关l1得到有效的衍射l1&10体全息存储数据读取数据写入体全息存储数据读取数据写入11体全息存储:由于充分发挥了体全息存储技术的优势，以单片介质中存储1Tb容量为标志的超高密度、超大容量、非易失性的光学信息存储，有望通过具有我国自主知识产权的光折变晶体盘式全息存储来实现。体全息存储:由于充分发挥了体全息存储技术的优势，以单片介质中12小型化、高性能的盘式全息存储光学系统紧凑的、光程均衡的双光干涉写入系统小型化、高性能的盘式全息存储光学系统紧凑的、光程均衡的双光13RainbowHologram

彩虹全息图全息图通过一狭缝记录，在观察再现像时，仿佛也是通过狭缝去看。如果再现波长不同于记录波长，由于引入了放大效应，再现出的波就显得好像是来自一个位移了的缝。#可以白光再现的另一种全息图如果用白光再现，再现出的波好像是通过许多位移了的缝看到的物体，每个缝的像有不同的波长（颜色）。总的结果是通过许多平行狭缝看到的彩虹像。每个缝显示的物体在缝的方向有视差，但在与缝正交的方向没有视差。彩虹全息图用于显示，在商业上有很多应用。RainbowHologram

彩虹全息图全息图通过一狭缝14制作菲涅耳全息图H1R1激光H1记录R1为平行参考光第一步Two-StepRainbowHolography

二步彩虹全息制作菲涅耳全息图H1R1激光H1记录R1为第一15以H1的共轭实像为“物”，通过狭缝S记录彩虹全息图H2SR2R1*H1H2记录第二步制作彩虹全息图H2O’再现Two-StepRainbowHolography

二步彩虹全息O’以H1的共轭实像为“物”，SR2R1*H1H2记录第二16S’H2R2*(单色光）再现用单色光再现（共轭光）Two-StepRainbowHolography

二步彩虹全息在观察再现像时，仿佛也是通过狭缝去看。S’H2R2*(单色光）再现用单色光再现（共轭光17用白光再现（共轭光）再现Two-StepRainbowHolography

二步彩虹全息H2R2*(白光)蓝绿红狭缝像彩虹像黄紫用白光再现（共轭光）再现Two-StepRain18白光显示全息白光显示全息19激光全息技术应用

全息显示（文物，人像，标本，防伪，集邮…）

全息存储（高密度信息存储………….）

全息元件（光波变换元件，分色元件……） 应用：光电信息处理，光通信，光交换，光计算...

全息干涉计量(全息无损检验……....)

激光全息技术应用20基本概念全息图,原始像,共轭像,菲涅耳全息图,傅里叶变换全息图,体积全息图，全息光栅，全息透镜综合能力：全息图的记录与再现记录：关键是正确写出物光O和参考光R的复振幅表达式；二者干涉后形成全息图的复振幅透过率正比于(O+R)(O*+R*)。展开后有4项,