数字全息(digital holography)

 

全息术是使用相干光源或激光[1]记录物体的三维影像,以及所有光学信息的技术。

[1]相干光源表示两个光的相位差相同,具有相同的频率,或者有完全一致的波形。通常,激光有着良好的相干性。请将光当做波前来看待。

数字全息

钟锡华 光学 现代光学基础

全息术(Classic Holography)

全息术的过程可分为两部分,记录与重建。

全息术的记录

全息术的记录是使用分光器,将一束相干光源或激光分为两束,一束照射被记录的物体,称为物光(object beam),另一束作为参考光(reference beam)与照射物体后的光束发生相位干涉,并记录在全息图(hologram)照片上。

全息术的再现

使用一束与记录时相干的光束照射全息图照片,即可获得物体的三维影像,以及所有光学信息。

数字全息(Digital Holography)

数字全息与传统全息的区别

记录介质的不同。传统全息使用干板来记录信息,而数字全息使用图像传感器来记录信息,包括但不限于CCD、CMOS等。

再现过程的不同。传统全息术需要使用与记录时相干的光束来照射(也即参考光),而数字全息的信息记录在计算机上,可以藉由计算机来处理。

数字全息的再现

通过全息术我们能得到一些非常有意思的图片。为了重建图像,我们必须给出参考光。请注意,入射角是相当小的——难以用实验手段测量的小。

做一个推导:为了发生干涉,参考光与物光的相位差必须相同。

若参考光与物光发生倾斜,那其光程差必须相差一个波长。(我如此理解)而衍射光的间隙与波长的比值可以反推出入射角度的偏差 \theta.

    \[ sin \theta = \frac {\lambda} {\mathnormal{d}} = 0.0325 \]

    \[ \theta = 1.86 \]

但我们可以对全息图做傅里叶变化,随后用低通滤波器保留其+1相,再进行傅里叶反变换,即使不使用参考光照射,也能得到相位与振幅信息了。

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