光電信息技術(shù)專業(yè)導(dǎo)論課件

第六講

光學(xué)和光信息科學(xué)第六講

光學(xué)和光信息科學(xué)光的干涉干涉現(xiàn)象

雙孔干涉實(shí)驗(yàn)光的干涉干涉現(xiàn)象

雙孔干涉實(shí)驗(yàn)xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S***I楊氏雙孔干涉xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S***I相干條件相干條件要求：1.兩成員波的頻率（因而波長(zhǎng)）相同；2.兩成員波的初位相之差桓定；3.兩成員波的振動(dòng)方向相同。----光程相差等于半個(gè)波長(zhǎng)，亮條紋變暗條紋!----可見光波長(zhǎng)數(shù)量級(jí):10–7

m相干條件相干條件要求：應(yīng)用用邁克耳孫干涉儀測(cè)量長(zhǎng)度（誤差不超過±/2）邁克耳孫干涉儀用邁克耳孫干涉儀觀察到的燭焰附近的對(duì)流氣體應(yīng)用用邁克耳孫干涉儀測(cè)量長(zhǎng)度邁克耳孫干涉儀用邁克耳孫干涉儀觀應(yīng)該出現(xiàn)暗紋的位置實(shí)際的暗紋位置試件標(biāo)準(zhǔn)件利用干涉現(xiàn)象檢驗(yàn)平面的平整度應(yīng)該出暗紋實(shí)際的試件標(biāo)準(zhǔn)件利用干涉現(xiàn)象檢驗(yàn)平面的平整CD原理一束激光分為兩束當(dāng)兩束光光程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí):相消干涉,出現(xiàn)暗點(diǎn)偶數(shù)倍時(shí):增強(qiáng)干涉,出現(xiàn)亮點(diǎn)CD片上有突點(diǎn),突點(diǎn)與平點(diǎn)差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍與另一束光發(fā)生干涉----出現(xiàn)亮暗不同的點(diǎn)CD原理一束激光分為兩束光的衍射光通過微小障礙物后發(fā)生的現(xiàn)象a垂直單狹縫b更窄的單狹縫c矩孔d三角孔e方孔f正多邊形

g正方網(wǎng)格光的衍射光通過微小障礙物后發(fā)生的現(xiàn)象a垂直單狹縫惠更斯原理1680年荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出：介質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可看作是一個(gè)新的波源——子波源；在其后的任一時(shí)刻，由于波源發(fā)射的子波波陣面組成的包跡就決定新的波面?；莞乖砘莞乖?680年荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出：惠更斯原理愛里斑光通過圓孔后在屏幕上形成的衍射亮斑半角寬△a=0.61w/RW—光波長(zhǎng)，R—圓孔半徑--圓孔越大愛里斑越小----記者的大炮筒照相機(jī)愛里斑光通過圓孔后在屏幕上形成的衍射亮斑衍射應(yīng)用①光譜分析：如衍射光柵光譜儀。

②結(jié)構(gòu)分析：衍射圖樣對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)有一種相當(dāng)敏感的“放大”作用，故而利用圖樣分析結(jié)構(gòu)，如X射線結(jié)構(gòu)學(xué)。

③衍射成像：在相干光成像系統(tǒng)中，引進(jìn)兩次衍射成像概念，由此發(fā)展成為空間濾波技術(shù)和光學(xué)信息處理。④

衍射再現(xiàn)波陣面：這是全息術(shù)原理中的重要一步。衍射應(yīng)用①光譜分析：如衍射光柵光譜儀。

②結(jié)構(gòu)分析：衍射光的偏振平面偏振光：線偏振光(光的電矢量的振動(dòng)方向不變)，部分偏振光。圓（橢圓）偏振光：偏振光的電矢量的末端在于傳播方向的xy平面上的軌跡是圓或橢圓。平面偏振光圓偏振光的波場(chǎng)分布光的偏振平面偏振光：線偏振光(光的電矢量的振動(dòng)方向不變)，線偏振光部分偏振光自然光線偏振光部分偏振光自然光應(yīng)用1、偏振濾光片最簡(jiǎn)單的應(yīng)用為在照相機(jī)這一類儀器的物鏡前，加一片雙色性微晶制的偏振片。則可大大減弱反射光，能使湖面上的物體拍攝得更清楚?？上谝归g行車時(shí)汽車頭燈耀眼燈光對(duì)迎面汽車司機(jī)的影響2、偏光眼鏡：觀看立體電影片應(yīng)用1、偏振濾光片(a)用偏振干涉儀觀察到的懸浮在水面上的昆蟲(b)用偏振干涉顯微鏡觀察到的碳化硅晶體(c)在正交偏振片間觀察到的硫代硫酸鈉晶體(a)(b)(c)(a)用偏振干涉儀觀察到的懸浮在水面上的昆蟲(a)(b)(c

液晶顯示器（LCD）通過改變電場(chǎng)改變液晶分子排列改變偏振光偏振方向是否透過液晶顯示器（LCD）通過改變電場(chǎng)入射光偏振片偏振片光透過TN排列盒入射光偏振片偏振片光遮斷TN排列盒未施加電壓時(shí)施加電壓時(shí)

入射光偏振片偏振片光透過TN排列盒入射光偏振片偏振片光遮斷T液晶顯示器的構(gòu)造玻璃基板透明電極外周封接劑分子取向?qū)悠衿衿肿尤∠驅(qū)右壕该麟姌O玻璃基板反射板液晶顯示器的構(gòu)造玻璃基板透明電極外周封接劑分子取向?qū)悠衿瓷浜凸饫w當(dāng)光由介質(zhì)n1射入n2臨界角icic=sin-1(n2/n1)全反射:入射角i1>ic，入射光全部反射光纖內(nèi)層n1≈1.8，外層內(nèi)層n2≈1.4ic≈

51°全反射和光纖捕獲彩虹折射率--指光在真空中的運(yùn)動(dòng)速度，和在某種介質(zhì)中減慢的運(yùn)動(dòng)速度之比。英國(guó)科學(xué)家，2007在11月15日《自然》

“超材料”是一種人造的電磁-光學(xué)材料，即在透明材料中置入一些微型的金屬包含物。負(fù)折射率的特性。折射率為正，意味著光基本上還是朝同一方向運(yùn)動(dòng)?！俺牧稀钡呢?fù)折射率特性使得光在一定程度上按原方向折回，這樣一來，光的運(yùn)行速度就慢慢地減緩下來，直至停止。將這種“超材料”夾在兩種普通的材料中間，且一端寬一端窄。這種寬度差異可以使光的不同波長(zhǎng)停留在不同點(diǎn)上，最后實(shí)現(xiàn)“當(dāng)每個(gè)頻率成分都被截留時(shí)，所有光波的分布呈立體狀”，這樣就可以在“超材料”上形成一道彩虹。慢化光速意義非凡使光子停止，操縱光子以便把信息輸入光子，然后根據(jù)需要再將光子發(fā)往某地以及某時(shí)再發(fā)--新一代計(jì)算機(jī)的曙光。由于光學(xué)裝置天生就具有難以置信的高帶寬，因此，截留光的方法使得光子可以被儲(chǔ)存，從而芯片上可以儲(chǔ)存海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流領(lǐng)域的革命?！斑^量的數(shù)據(jù)常常在同一時(shí)候抵達(dá)某些點(diǎn)”。假設(shè)數(shù)據(jù)是通過光子而非電子傳輸，那么根據(jù)赫斯的理論，就可以通過給光子設(shè)置限速，使某些頻率的數(shù)據(jù)傳輸減速，以便其它數(shù)據(jù)通過。捕獲彩虹折射率--指光在真空中的運(yùn)動(dòng)速度，和在某種全息照相

全息照相的原理光波所帶信息:振幅--光強(qiáng)頻率--頻色位相振動(dòng)方向全息照相全息照相的原理全息記錄全息記錄

通過干涉的方法記錄了物光波上各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和位相，這就是所謂波前的全息記錄。全息記錄全息記錄

通過干涉的方法記錄了物光波平面全息圖和體全息圖平面全息圖：根據(jù)記錄介質(zhì)感光層的厚度l與干涉條紋間距d之比來區(qū)分，當(dāng)d>>l時(shí)，記錄介質(zhì)相當(dāng)于一薄層，在其厚度方向上沒有干涉條紋，稱為平面全息圖。體全息圖：當(dāng)d<<l

時(shí)，在記錄介質(zhì)的厚度方向上將布滿干涉條紋，于是就構(gòu)成了一幅體全息圖。

平面全息圖和體全息圖平面全息圖：根據(jù)記錄介質(zhì)感光層的厚度l

全息術(shù)應(yīng)用全息電影和全息電視

利用體息圖的角度選擇性和顏色選擇性，可以在一張?bào)w全息圖中貯存許多景物信息，這只須在拍攝每一景物時(shí)，把全息照片的位置轉(zhuǎn)動(dòng)一下。再現(xiàn)時(shí)，只須將全息照片放在激光光束中轉(zhuǎn)動(dòng)，便能把景物互不干擾地相繼顯示出來，在照片的后面就可以看到活動(dòng)的立體景物，這就是立體電影。假如把全息圖記錄在電視攝像機(jī)的感光面上，然后電視臺(tái)把信號(hào)發(fā)射出去，當(dāng)電視接收機(jī)收到了信號(hào)，并用激光照明時(shí)，就能再現(xiàn)所攝的景象，這就是立體電視。全息術(shù)應(yīng)用全息電影和全息電視

利用體息圖的角度選擇全息顯微技術(shù)要測(cè)量樣品中浮動(dòng)粒子的大小、分布及其它性質(zhì)。由于這些粒子在不停地運(yùn)動(dòng)，所以觀測(cè)時(shí)根本來不及將顯微鏡調(diào)焦到這些粒子上，有的還要求在某一時(shí)刻把體積中的粒子全部拍攝下來。全息顯微技術(shù)--用短脈沖激光來照明樣品，拍攝一定體積內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)狀況，再現(xiàn)時(shí)就可以將粒子的大小、粒子的瞬時(shí)分布狀況用顯微鏡層層聚焦、逐次觀察。全息顯微技術(shù)要測(cè)量樣品中浮動(dòng)粒子的大小、分布及其它性全息干涉技術(shù)

利用二次曝光全息圖可以將物體變化狀況記錄在同一張全息照片上。再現(xiàn)時(shí)就得到相互交迭的像，這兩個(gè)或多個(gè)光波就會(huì)發(fā)生干涉，從干涉條紋的分析中可以得出物體的變化情況。這就是全息干涉技術(shù)，研究物體的微小形變或微小振動(dòng)、高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象、封閉容器內(nèi)的爆炸過程，等等。全息干涉技術(shù)利用二次曝光全息圖可以將物體變化角度復(fù)用的光學(xué)全息存儲(chǔ)簡(jiǎn)介：角度復(fù)用全息存儲(chǔ)應(yīng)用體光柵的角度選擇性，通過記錄角度的多次微小改變來存儲(chǔ)多幅全息圖，原理：由激光分束形成物光和參考光，其中物光由計(jì)算機(jī)通過空間光調(diào)制器產(chǎn)生，不同角度的參考光則由計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)鏡構(gòu)成。射入LiNbO3晶體后，形成傅里葉變換體全息圖，將物光所荷載的信息記錄在晶體中。改變參考光或物光的角度，可以在晶體中存入多幅傅里葉變換體全息圖。將參考光單獨(dú)照射記錄介質(zhì)，就可以讀出對(duì)應(yīng)角度下存入的信息，還原記錄的圖形。角度復(fù)用的光學(xué)全息存儲(chǔ)簡(jiǎn)介：角度復(fù)用全息存儲(chǔ)應(yīng)用體光柵的角度全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)1、高可保存性：全息圖存儲(chǔ)的信息是干涉條紋，每一信息單元都存儲(chǔ)在全息圖的整個(gè)表面上(或整個(gè)體積中)，故記錄介質(zhì)局部的缺陷和損傷不會(huì)引起信息的丟失。全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)1、高可保存性：全息圖存儲(chǔ)的信息是干涉條紋，每全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)2、高存儲(chǔ)容量光學(xué)極限為6.4×1013bit/cm31M=106,1G=109,利用頻率選擇技術(shù)(PSHB)將存儲(chǔ)維數(shù)擴(kuò)展到四維，體全息存儲(chǔ)器的容量還可能進(jìn)一步提高。全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)2、高存儲(chǔ)容量全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)3、高數(shù)據(jù)傳輸速率和快存取時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸速率：10Gbit／s,使尋址一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)面的時(shí)間小于100μs.磁盤系統(tǒng)的機(jī)械尋址需要10ms記錄時(shí)間：>1Mbit/s全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)3、高數(shù)據(jù)傳輸速率和快存取時(shí)間6.2全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)4、可進(jìn)行并行內(nèi)容尋址全息存儲(chǔ)器可以直接輸出數(shù)據(jù)頁(yè)或圖像的光學(xué)再現(xiàn)；在再現(xiàn)出的光學(xué)像被探測(cè)到并被轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)圖樣之前，就可以對(duì)它們用光學(xué)方法進(jìn)行并行處理，以提高存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行高級(jí)處理的功能。6.2全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)4、可進(jìn)行并行內(nèi)容尋址阿貝成像原理

一百多年前，德國(guó)人阿貝(E.Abh，1874年)在研究如何提高顯微鏡的分辯本領(lǐng)時(shí)，提出了阿貝成像原理，為現(xiàn)代變換光學(xué)奠定了基礎(chǔ)。1.1阿貝成像原理阿貝成像原理一百多年前，德國(guó)人阿貝(E.阿貝成像原理著眼于頻譜的轉(zhuǎn)換相干成像過程分兩步完成:第一步是入射光經(jīng)物平面發(fā)生夫瑯和費(fèi)衍射，在透鏡后焦面上形成一系列衍射斑；第二步是干涉，即各衍射斑發(fā)出的球面次波在像平面(x’，y’)上相干迭加，像就是干涉場(chǎng)。阿貝成像原理空間濾波用改變頻譜的手段來改造信息（改造圖像）?？臻g濾波的具體作法：物信息的頻譜展現(xiàn)在透鏡的后焦面上，可以在這平面上放置不同結(jié)構(gòu)的光闌，以提取(或摒棄)某些頻段的物信息，即可主動(dòng)地改變頻譜，以此來達(dá)到改造圖像的目的。廣義地說，凡是能夠直接改變光信息空間頻譜的器件，通稱空間濾波器，或光學(xué)濾波器?？臻g濾波用改變頻譜的手段來改造信息（改造圖像）。

在焦平面上的一個(gè)水平狹縫消除了網(wǎng)格像的水平線條

在焦平面上的一個(gè)水平狹縫消除了網(wǎng)格像的水平線條阿貝—波特系列實(shí)驗(yàn)

阿貝于1873年、波特于1906年分別做了實(shí)驗(yàn)。部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果:

阿貝—波特系列實(shí)驗(yàn)阿貝于1873年、波特于1部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果:部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果:空間濾波(a)輸入圖像(b)用針孔濾掉高頻的輸出圖像

空間濾波(a)輸入圖像(b)用針孔濾低通濾波器

低通濾波器主要用于消除圖像中的高頻噪聲。例如，電視圖像照片、新聞傳真照片等往往含有密度較高的網(wǎng)點(diǎn)低通濾波器低通濾波器主要用于消除圖像中的高頻噪高通濾波器

高通濾波器用于濾除頻譜中的低頻部分，以增強(qiáng)像的邊緣，或?qū)崿F(xiàn)襯度反轉(zhuǎn)。其大體結(jié)構(gòu)如左圖所示，中央光屏的尺寸由物體低頻分布的寬度而定。

高通濾波器結(jié)構(gòu)高通濾波器高通濾波器用于濾除頻譜中的低頻部組合照片上接縫的去除

組合照片上接縫的去除圖像相減圖像相減模糊圖像的恢復(fù)

模糊圖像的恢復(fù)褪色圖像的恢復(fù)原彩色像

恢復(fù)的彩色像

褪色圖像的恢復(fù)原彩色像恢復(fù)的彩色像第六講

光學(xué)和光信息科學(xué)第六講

光學(xué)和光信息科學(xué)光的干涉干涉現(xiàn)象

雙孔干涉實(shí)驗(yàn)光的干涉干涉現(xiàn)象

雙孔干涉實(shí)驗(yàn)xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S***I楊氏雙孔干涉xk=+1k=-2k=+2k=0k=-1S1S2S***I相干條件相干條件要求：1.兩成員波的頻率（因而波長(zhǎng)）相同；2.兩成員波的初位相之差桓定；3.兩成員波的振動(dòng)方向相同。----光程相差等于半個(gè)波長(zhǎng)，亮條紋變暗條紋!----可見光波長(zhǎng)數(shù)量級(jí):10–7

m相干條件相干條件要求：應(yīng)用用邁克耳孫干涉儀測(cè)量長(zhǎng)度（誤差不超過±/2）邁克耳孫干涉儀用邁克耳孫干涉儀觀察到的燭焰附近的對(duì)流氣體應(yīng)用用邁克耳孫干涉儀測(cè)量長(zhǎng)度邁克耳孫干涉儀用邁克耳孫干涉儀觀應(yīng)該出現(xiàn)暗紋的位置實(shí)際的暗紋位置試件標(biāo)準(zhǔn)件利用干涉現(xiàn)象檢驗(yàn)平面的平整度應(yīng)該出暗紋實(shí)際的試件標(biāo)準(zhǔn)件利用干涉現(xiàn)象檢驗(yàn)平面的平整CD原理一束激光分為兩束當(dāng)兩束光光程差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍時(shí):相消干涉,出現(xiàn)暗點(diǎn)偶數(shù)倍時(shí):增強(qiáng)干涉,出現(xiàn)亮點(diǎn)CD片上有突點(diǎn),突點(diǎn)與平點(diǎn)差為半波長(zhǎng)的奇數(shù)倍與另一束光發(fā)生干涉----出現(xiàn)亮暗不同的點(diǎn)CD原理一束激光分為兩束光的衍射光通過微小障礙物后發(fā)生的現(xiàn)象a垂直單狹縫b更窄的單狹縫c矩孔d三角孔e方孔f正多邊形

g正方網(wǎng)格光的衍射光通過微小障礙物后發(fā)生的現(xiàn)象a垂直單狹縫惠更斯原理1680年荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出：介質(zhì)中波動(dòng)傳到的各點(diǎn)都可看作是一個(gè)新的波源——子波源；在其后的任一時(shí)刻，由于波源發(fā)射的子波波陣面組成的包跡就決定新的波面。惠更斯原理惠更斯原理1680年荷蘭物理學(xué)家惠更斯提出：惠更斯原理愛里斑光通過圓孔后在屏幕上形成的衍射亮斑半角寬△a=0.61w/RW—光波長(zhǎng)，R—圓孔半徑--圓孔越大愛里斑越小----記者的大炮筒照相機(jī)愛里斑光通過圓孔后在屏幕上形成的衍射亮斑衍射應(yīng)用①光譜分析：如衍射光柵光譜儀。

②結(jié)構(gòu)分析：衍射圖樣對(duì)精細(xì)結(jié)構(gòu)有一種相當(dāng)敏感的“放大”作用，故而利用圖樣分析結(jié)構(gòu)，如X射線結(jié)構(gòu)學(xué)。

③衍射成像：在相干光成像系統(tǒng)中，引進(jìn)兩次衍射成像概念，由此發(fā)展成為空間濾波技術(shù)和光學(xué)信息處理。④

衍射再現(xiàn)波陣面：這是全息術(shù)原理中的重要一步。衍射應(yīng)用①光譜分析：如衍射光柵光譜儀。

②結(jié)構(gòu)分析：衍射光的偏振平面偏振光：線偏振光(光的電矢量的振動(dòng)方向不變)，部分偏振光。圓（橢圓）偏振光：偏振光的電矢量的末端在于傳播方向的xy平面上的軌跡是圓或橢圓。平面偏振光圓偏振光的波場(chǎng)分布光的偏振平面偏振光：線偏振光(光的電矢量的振動(dòng)方向不變)，線偏振光部分偏振光自然光線偏振光部分偏振光自然光應(yīng)用1、偏振濾光片最簡(jiǎn)單的應(yīng)用為在照相機(jī)這一類儀器的物鏡前，加一片雙色性微晶制的偏振片。則可大大減弱反射光，能使湖面上的物體拍攝得更清楚?？上谝归g行車時(shí)汽車頭燈耀眼燈光對(duì)迎面汽車司機(jī)的影響2、偏光眼鏡：觀看立體電影片應(yīng)用1、偏振濾光片(a)用偏振干涉儀觀察到的懸浮在水面上的昆蟲(b)用偏振干涉顯微鏡觀察到的碳化硅晶體(c)在正交偏振片間觀察到的硫代硫酸鈉晶體(a)(b)(c)(a)用偏振干涉儀觀察到的懸浮在水面上的昆蟲(a)(b)(c

液晶顯示器（LCD）通過改變電場(chǎng)改變液晶分子排列改變偏振光偏振方向是否透過液晶顯示器（LCD）通過改變電場(chǎng)入射光偏振片偏振片光透過TN排列盒入射光偏振片偏振片光遮斷TN排列盒未施加電壓時(shí)施加電壓時(shí)

入射光偏振片偏振片光透過TN排列盒入射光偏振片偏振片光遮斷T液晶顯示器的構(gòu)造玻璃基板透明電極外周封接劑分子取向?qū)悠衿衿肿尤∠驅(qū)右壕该麟姌O玻璃基板反射板液晶顯示器的構(gòu)造玻璃基板透明電極外周封接劑分子取向?qū)悠衿瓷浜凸饫w當(dāng)光由介質(zhì)n1射入n2臨界角icic=sin-1(n2/n1)全反射:入射角i1>ic，入射光全部反射光纖內(nèi)層n1≈1.8，外層內(nèi)層n2≈1.4ic≈

51°全反射和光纖捕獲彩虹折射率--指光在真空中的運(yùn)動(dòng)速度，和在某種介質(zhì)中減慢的運(yùn)動(dòng)速度之比。英國(guó)科學(xué)家，2007在11月15日《自然》

“超材料”是一種人造的電磁-光學(xué)材料，即在透明材料中置入一些微型的金屬包含物。負(fù)折射率的特性。折射率為正，意味著光基本上還是朝同一方向運(yùn)動(dòng)?！俺牧稀钡呢?fù)折射率特性使得光在一定程度上按原方向折回，這樣一來，光的運(yùn)行速度就慢慢地減緩下來，直至停止。將這種“超材料”夾在兩種普通的材料中間，且一端寬一端窄。這種寬度差異可以使光的不同波長(zhǎng)停留在不同點(diǎn)上，最后實(shí)現(xiàn)“當(dāng)每個(gè)頻率成分都被截留時(shí)，所有光波的分布呈立體狀”，這樣就可以在“超材料”上形成一道彩虹。慢化光速意義非凡使光子停止，操縱光子以便把信息輸入光子，然后根據(jù)需要再將光子發(fā)往某地以及某時(shí)再發(fā)--新一代計(jì)算機(jī)的曙光。由于光學(xué)裝置天生就具有難以置信的高帶寬，因此，截留光的方法使得光子可以被儲(chǔ)存，從而芯片上可以儲(chǔ)存海量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)流領(lǐng)域的革命?！斑^量的數(shù)據(jù)常常在同一時(shí)候抵達(dá)某些點(diǎn)”。假設(shè)數(shù)據(jù)是通過光子而非電子傳輸，那么根據(jù)赫斯的理論，就可以通過給光子設(shè)置限速，使某些頻率的數(shù)據(jù)傳輸減速，以便其它數(shù)據(jù)通過。捕獲彩虹折射率--指光在真空中的運(yùn)動(dòng)速度，和在某種全息照相

全息照相的原理光波所帶信息:振幅--光強(qiáng)頻率--頻色位相振動(dòng)方向全息照相全息照相的原理全息記錄全息記錄

通過干涉的方法記錄了物光波上各點(diǎn)的全部光信息，包括振幅和位相，這就是所謂波前的全息記錄。全息記錄全息記錄

通過干涉的方法記錄了物光波平面全息圖和體全息圖平面全息圖：根據(jù)記錄介質(zhì)感光層的厚度l與干涉條紋間距d之比來區(qū)分，當(dāng)d>>l時(shí)，記錄介質(zhì)相當(dāng)于一薄層，在其厚度方向上沒有干涉條紋，稱為平面全息圖。體全息圖：當(dāng)d<<l

時(shí)，在記錄介質(zhì)的厚度方向上將布滿干涉條紋，于是就構(gòu)成了一幅體全息圖。

平面全息圖和體全息圖平面全息圖：根據(jù)記錄介質(zhì)感光層的厚度l

全息術(shù)應(yīng)用全息電影和全息電視

利用體息圖的角度選擇性和顏色選擇性，可以在一張?bào)w全息圖中貯存許多景物信息，這只須在拍攝每一景物時(shí)，把全息照片的位置轉(zhuǎn)動(dòng)一下。再現(xiàn)時(shí)，只須將全息照片放在激光光束中轉(zhuǎn)動(dòng)，便能把景物互不干擾地相繼顯示出來，在照片的后面就可以看到活動(dòng)的立體景物，這就是立體電影。假如把全息圖記錄在電視攝像機(jī)的感光面上，然后電視臺(tái)把信號(hào)發(fā)射出去，當(dāng)電視接收機(jī)收到了信號(hào)，并用激光照明時(shí)，就能再現(xiàn)所攝的景象，這就是立體電視。全息術(shù)應(yīng)用全息電影和全息電視

利用體息圖的角度選擇全息顯微技術(shù)要測(cè)量樣品中浮動(dòng)粒子的大小、分布及其它性質(zhì)。由于這些粒子在不停地運(yùn)動(dòng)，所以觀測(cè)時(shí)根本來不及將顯微鏡調(diào)焦到這些粒子上，有的還要求在某一時(shí)刻把體積中的粒子全部拍攝下來。全息顯微技術(shù)--用短脈沖激光來照明樣品，拍攝一定體積內(nèi)粒子的運(yùn)動(dòng)狀況，再現(xiàn)時(shí)就可以將粒子的大小、粒子的瞬時(shí)分布狀況用顯微鏡層層聚焦、逐次觀察。全息顯微技術(shù)要測(cè)量樣品中浮動(dòng)粒子的大小、分布及其它性全息干涉技術(shù)

利用二次曝光全息圖可以將物體變化狀況記錄在同一張全息照片上。再現(xiàn)時(shí)就得到相互交迭的像，這兩個(gè)或多個(gè)光波就會(huì)發(fā)生干涉，從干涉條紋的分析中可以得出物體的變化情況。這就是全息干涉技術(shù)，研究物體的微小形變或微小振動(dòng)、高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象、封閉容器內(nèi)的爆炸過程，等等。全息干涉技術(shù)利用二次曝光全息圖可以將物體變化角度復(fù)用的光學(xué)全息存儲(chǔ)簡(jiǎn)介：角度復(fù)用全息存儲(chǔ)應(yīng)用體光柵的角度選擇性，通過記錄角度的多次微小改變來存儲(chǔ)多幅全息圖，原理：由激光分束形成物光和參考光，其中物光由計(jì)算機(jī)通過空間光調(diào)制器產(chǎn)生，不同角度的參考光則由計(jì)算機(jī)控制的轉(zhuǎn)鏡構(gòu)成。射入LiNbO3晶體后，形成傅里葉變換體全息圖，將物光所荷載的信息記錄在晶體中。改變參考光或物光的角度，可以在晶體中存入多幅傅里葉變換體全息圖。將參考光單獨(dú)照射記錄介質(zhì)，就可以讀出對(duì)應(yīng)角度下存入的信息，還原記錄的圖形。角度復(fù)用的光學(xué)全息存儲(chǔ)簡(jiǎn)介：角度復(fù)用全息存儲(chǔ)應(yīng)用體光柵的角度全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)1、高可保存性：全息圖存儲(chǔ)的信息是干涉條紋，每一信息單元都存儲(chǔ)在全息圖的整個(gè)表面上(或整個(gè)體積中)，故記錄介質(zhì)局部的缺陷和損傷不會(huì)引起信息的丟失。全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)1、高可保存性：全息圖存儲(chǔ)的信息是干涉條紋，每全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)2、高存儲(chǔ)容量光學(xué)極限為6.4×1013bit/cm31M=106,1G=109,利用頻率選擇技術(shù)(PSHB)將存儲(chǔ)維數(shù)擴(kuò)展到四維，體全息存儲(chǔ)器的容量還可能進(jìn)一步提高。全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)2、高存儲(chǔ)容量全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)3、高數(shù)據(jù)傳輸速率和快存取時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸速率：10Gbit／s,使尋址一個(gè)數(shù)據(jù)頁(yè)面的時(shí)間小于100μs.磁盤系統(tǒng)的機(jī)械尋址需要10ms記錄時(shí)間：>1Mbit/s全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)3、高數(shù)據(jù)傳輸速率和快存取時(shí)間6.2全息存儲(chǔ)的特點(diǎn)4、可進(jìn)行并行內(nèi)容尋址全息存儲(chǔ)器可以直接輸出數(shù)據(jù)頁(yè)或圖像的光學(xué)再現(xiàn)；在再現(xiàn)出的光學(xué)像被探測(cè)到并被轉(zhuǎn)換成電子數(shù)據(jù)圖樣之前，就可以對(duì)它們用光學(xué)方法進(jìn)行并行處理，以提高存儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)行高級(jí)處理的功能。6