全息復(fù)習(xí)專題培訓(xùn)市公開課金獎市賽課一等獎?wù)n件

第五章全息照相§1衍射普遍定義—波前變換1.1.衍射系統(tǒng)（1）裝置三部分（3）整個系統(tǒng)——波前變換衍射屏透鏡接受屏衍射空間照明空間（2）三個場分布第1頁第1頁1.2.衍射普遍定義衍射定義:波傳播時，波前復(fù)振幅分布(A;φ)發(fā)生了改變,后場不再是自由傳播.即衍射。t——屏函數(shù)第2頁第2頁1.3平面波和球面波波前函數(shù)考慮z＝0平面（xy平面）第3頁第3頁等相位面空間周期第4頁第4頁第5頁第5頁第6頁第6頁發(fā)散波會聚波共軛函數(shù)第7頁第7頁1.4傍軸條件和遠(yuǎn)場條件第8頁第8頁若點源在軸上，相位中含有二次項，不是嚴(yán)格平面波前函數(shù)第9頁第9頁2遠(yuǎn)場條件1）場點滿足遠(yuǎn)場和傍軸條件，源點只滿足傍軸條件第10頁第10頁平面波2）源點滿足遠(yuǎn)場和傍軸條件，場點只滿足傍軸條件二次相因子，非平面波第11頁第11頁3）場點源點同時滿足傍軸和遠(yuǎn)場條件平行于z軸平面波普通情況下，遠(yuǎn)場條件更苛刻，包涵了傍軸條件第12頁第12頁1.5相因子判斷法復(fù)雜波=球面波+平面波依據(jù)波前平面上位相因子函數(shù),判別復(fù)雜波成份及各波特點類型特性相因子平面波發(fā)散球面波中心在軸上（0，0，-z)會聚球面波中心在軸上（0，0，z)第13頁第13頁發(fā)散球面波中心在軸外會聚球面波中心在軸外第14頁第14頁補：兩平行光束干涉場1.裝置波前函數(shù):設(shè)二波先找場點2.光強分布函數(shù)：zyxo.pfFrp第15頁第15頁3.條紋形狀：條紋是直線：X’mm+1y’rm取不同值，得到不同干涉級條紋軌跡。截距斜率第m級明紋：第16頁第16頁條紋間距（空間周期）同理：條紋取向：討論：第17頁第17頁例1xzok1k2

1

1

2

2條紋性質(zhì)：形狀、間隔、取向、反襯度由上知，是一組平行直紋間隔形狀取向平行y軸等間距條紋xyx反襯度第18頁第18頁zyxo

例1:一平面波傳播方向平行于x-z平面，與Z軸成角，求在Z=0面上復(fù)振幅在波前Z=0上------平行y軸線等相線:解：第19頁第19頁例2:求u1共軛函數(shù)u2=?平面波方向(-)-zyxo

解：(例1逆問題）相因子判斷法：kx=-ksin

ky=0線性相因子結(jié)論：平行光波共軛波關(guān)于z軸對稱第20頁第20頁例2正弦光柵0出射場：第21頁第21頁第22頁第22頁x結(jié)論：得三個極大亮點。與惠--菲原理結(jié)論相同相因子判斷法—分析第23頁第23頁計算透鏡屏函數(shù)玻璃有很高透過率相位變換函數(shù)：第24頁第24頁對薄透鏡，光程近似沿平行于光軸計算第25頁第25頁傍軸條件同理第26頁第26頁透鏡屏函數(shù)1.5透鏡相位變換函數(shù)第27頁第27頁1）以平行光軸平行光入射會聚到透鏡后軸上F處球面波2）以透鏡前軸上距離s處發(fā)散球面波入射第28頁第28頁薄透鏡物象公式第29頁第29頁1.6棱鏡相位變換函數(shù)第30頁第30頁第31頁第31頁補充作業(yè)11）寫出沿r方向波位相分布2）寫出沿x方向波位相分布3）寫出沿x方向波位相分布第32頁第32頁補充作業(yè)2兩束相干平行光束，傳播方向平行于xz面，對稱地斜射在統(tǒng)計介質(zhì)（xy面）上，光波長為632.8nm當(dāng)兩束光夾角為600時，干涉條紋間距為多少？第33頁第33頁xo

補充作業(yè)3三列平行光在原點處初相位都為0傳播方向與z軸夾角θ，0，-θ求z＝0平面上強度分布函數(shù)，分析條紋特性第34頁第34頁(2)條紋特性(1)光強分布xo

第35頁第35頁

§3全息照相過程及特點看到物關(guān)鍵：物波傳播信息：三種信息：概述照片黑白照彩色照全息照全統(tǒng)計全息物波存在第36頁第36頁3.1全息照相過程(干涉與衍射）1.像統(tǒng)計--拍照--干涉統(tǒng)計物光+參考光=干涉底板——統(tǒng)計干涉圖2.像再現(xiàn)——物波再造-----底板衍射衍射再造物波波前

參考光R物光束O統(tǒng)計介質(zhì)

照明光束R’再現(xiàn)物光束全息圖第37頁第37頁3.2全息照特點黑白照全息照1、幾何光學(xué)成像干涉原理統(tǒng)計像2、統(tǒng)計A--平面像統(tǒng)計A、φ--立體像4、白光再現(xiàn)特定波長λ再現(xiàn)5、統(tǒng)計信息無限（可多重）儲存有限3、點

點點

面底片不完整，則像不完整底片不完整，則像也完整SS‘S第38頁第38頁§4全息照相原理1、像統(tǒng)計原理第39頁第39頁2、像再現(xiàn)——物波再造H——衍射光柵第40頁第40頁沿方向傳播零級衍射波沿原物光方向發(fā)散波再造物波虛像原物波共軛波匯聚波實像第41頁第41頁全息圖衍射有三列波，照明光照直邁進(jìn)幾何光學(xué)透射波（0級波），和一對孿生虛、實像正負(fù)1級波第42頁第42頁例：點物-C全息照統(tǒng)計：第43頁第43頁線性沖洗：全息圖：第44頁第44頁像再現(xiàn)：原照明光球面波發(fā)散中心（0，0，-zc）球面波匯聚中心（0，0，zc）第45頁第45頁5-13.如附圖a，用正入射平面參考光波統(tǒng)計軸外物點O發(fā)出球面波。如附圖(b),用軸上點源發(fā)出球面波再現(xiàn)波前，求正負(fù)1級兩象點位置。第46頁第46頁解：首先分別寫出物光波，參考光波，照明光波波前函數(shù)。設(shè)物點O坐標(biāo)為（0,y0,-z)傍軸條件下第47頁第47頁正入射時平面參考光波波前函數(shù)為設(shè)軸上照明點源坐標(biāo)為，在傍軸條件下，其波前函數(shù)為將它們代入線性沖洗條件下透射場原則形式第48頁第48頁其中0級衍射波波前函數(shù)為表示中心在發(fā)散球面波，也就是照明波直接透射波，但振幅發(fā)生改變正1級衍射波波前函數(shù)為第49頁第49頁正1級波是一列中心在軸外發(fā)散球面波，其中心坐標(biāo)(即象點位置)與物光波中心坐標(biāo)相比第50頁第50頁透射場第三項為－1級衍射波，其波前函數(shù)為第51頁第51頁1）照明球面波提供了一個二次相因子變換函數(shù)，當(dāng)照明球面波為發(fā)散型時，其作用相稱于負(fù)透鏡，當(dāng)照明球面