全息复习专题培训市公开课金奖市赛课一等奖课件

第五章全息照相§1衍射普遍定义—波前变换1.1.衍射系统（1）装置三部分（3）整个系统——波前变换衍射屏透镜接受屏衍射空间照明空间（2）三个场分布第1页第1页1.2.衍射普遍定义衍射定义:波传播时，波前复振幅分布(A;φ)发生了改变,后场不再是自由传播.即衍射。t——屏函数第2页第2页1.3平面波和球面波波前函数考虑z＝0平面（xy平面）第3页第3页等相位面空间周期第4页第4页第5页第5页第6页第6页发散波会聚波共轭函数第7页第7页1.4傍轴条件和远场条件第8页第8页若点源在轴上，相位中含有二次项，不是严格平面波前函数第9页第9页2远场条件1）场点满足远场和傍轴条件，源点只满足傍轴条件第10页第10页平面波2）源点满足远场和傍轴条件，场点只满足傍轴条件二次相因子，非平面波第11页第11页3）场点源点同时满足傍轴和远场条件平行于z轴平面波普通情况下，远场条件更苛刻，包涵了傍轴条件第12页第12页1.5相因子判断法复杂波=球面波+平面波依据波前平面上位相因子函数,判别复杂波成份及各波特点类型特性相因子平面波发散球面波中心在轴上（0，0，-z)会聚球面波中心在轴上（0，0，z)第13页第13页发散球面波中心在轴外会聚球面波中心在轴外第14页第14页补：两平行光束干涉场1.装置波前函数:设二波先找场点2.光强分布函数：zyxo.pfFrp第15页第15页3.条纹形状：条纹是直线：X’mm+1y’rm取不同值，得到不同干涉级条纹轨迹。截距斜率第m级明纹：第16页第16页条纹间距（空间周期）同理：条纹取向：讨论：第17页第17页例1xzok1k2

1

1

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2条纹性质：形状、间隔、取向、反衬度由上知，是一组平行直纹间隔形状取向平行y轴等间距条纹xyx反衬度第18页第18页zyxo

例1:一平面波传播方向平行于x-z平面，与Z轴成角，求在Z=0面上复振幅在波前Z=0上------平行y轴线等相线:解：第19页第19页例2:求u1共轭函数u2=?平面波方向(-)-zyxo

解：(例1逆问题）相因子判断法：kx=-ksin

ky=0线性相因子结论：平行光波共轭波关于z轴对称第20页第20页例2正弦光栅0出射场：第21页第21页第22页第22页x结论：得三个极大亮点。与惠--菲原理结论相同相因子判断法—分析第23页第23页计算透镜屏函数玻璃有很高透过率相位变换函数：第24页第24页对薄透镜，光程近似沿平行于光轴计算第25页第25页傍轴条件同理第26页第26页透镜屏函数1.5透镜相位变换函数第27页第27页1）以平行光轴平行光入射会聚到透镜后轴上F处球面波2）以透镜前轴上距离s处发散球面波入射第28页第28页薄透镜物象公式第29页第29页1.6棱镜相位变换函数第30页第30页第31页第31页补充作业11）写出沿r方向波位相分布2）写出沿x方向波位相分布3）写出沿x方向波位相分布第32页第32页补充作业2两束相干平行光束，传播方向平行于xz面，对称地斜射在统计介质（xy面）上，光波长为632.8nm当两束光夹角为600时，干涉条纹间距为多少？第33页第33页xo

补充作业3三列平行光在原点处初相位都为0传播方向与z轴夹角θ，0，-θ求z＝0平面上强度分布函数，分析条纹特性第34页第34页(2)条纹特性(1)光强分布xo

第35页第35页

§3全息照相过程及特点看到物关键：物波传播信息：三种信息：概述照片黑白照彩色照全息照全统计全息物波存在第36页第36页3.1全息照相过程(干涉与衍射）1.像统计--拍照--干涉统计物光+参考光=干涉底板——统计干涉图2.像再现——物波再造-----底板衍射衍射再造物波波前

参考光R物光束O统计介质

照明光束R’再现物光束全息图第37页第37页3.2全息照特点黑白照全息照1、几何光学成像干涉原理统计像2、统计A--平面像统计A、φ--立体像4、白光再现特定波长λ再现5、统计信息无限（可多重）储存有限3、点

点点

面底片不完整，则像不完整底片不完整，则像也完整SS‘S第38页第38页§4全息照相原理1、像统计原理第39页第39页2、像再现——物波再造H——衍射光栅第40页第40页沿方向传播零级衍射波沿原物光方向发散波再造物波虚像原物波共轭波汇聚波实像第41页第41页全息图衍射有三列波，照明光照直迈进几何光学透射波（0级波），和一对孪生虚、实像正负1级波第42页第42页例：点物-C全息照统计：第43页第43页线性冲洗：全息图：第44页第44页像再现：原照明光球面波发散中心（0，0，-zc）球面波汇聚中心（0，0，zc）第45页第45页5-13.如附图a，用正入射平面参考光波统计轴外物点O发出球面波。如附图(b),用轴上点源发出球面波再现波前，求正负1级两象点位置。第46页第46页解：首先分别写出物光波，参考光波，照明光波波前函数。设物点O坐标为（0,y0,-z)傍轴条件下第47页第47页正入射时平面参考光波波前函数为设轴上照明点源坐标为，在傍轴条件下，其波前函数为将它们代入线性冲洗条件下透射场原则形式第48页第48页其中0级衍射波波前函数为表示中心在发散球面波，也就是照明波直接透射波，但振幅发生改变正1级衍射波波前函数为第49页第49页正1级波是一列中心在轴外发散球面波，其中心坐标(即象点位置)与物光波中心坐标相比第50页第50页透射场第三项为－1级衍射波，其波前函数为第51页第51页1）照明球面波提供了一个二次相因子变换函数，当照明球面波为发散型时，其作用相称于负透镜，当照明球面