计算全息彩色再现

摘要

与传统的光学全息技术相比较，计算机制全息图，不但拥有灵活、快捷、可复制等特点外，还能够制作现实不存在的虚拟物体的全息图。随着社会、科技日益迅速的发展，使计算全息在三维显示、光信息处理、干涉计量、数据存储、光计算等领域得到广泛的应用。计算全息彩色再现是用计算机制备全息图，对全息图再现有色彩信息，再现像应是彩色的像。
　　文中通过对光学全息的基本原理及计算机全息图制作的编码方法开展研究，选取修正离轴参考光编码方法中的博奇编码方法，通过MATLAB软件对灰度物体进行傅立叶变换全息图的制作，并实现模拟再现和光学再现。
　　通过对于相同物体，改变其傅立叶变换全息图的大小，研究了全息图大小对再现像的影响，得到了全息图越大，再现像越小;在全息图不变的情况下，改变再现光源的波长，研究了再现像与再现光源的关系，得到了对于不同的波长再现像的大小、位置都不相同，且像不同面;通过对于物体不变，制作过程中改变载频的大小，研究了载频对再现像的影响，得到了载频不同再现像的位置不同。
　　为了得到计算全息彩色再现图，也就是不同波长再现时，再现像要共面、等大、位置重合，通过理论分析，得到了制作每张傅立叶变换全息图（彩色物体分解成三基色，各个单色分别制作的全息图）时，物体的具体缩放关系和载频的大小关系，并设计再现光路，实现了激光光波长为650nm的红光和532nm的绿光的作为光源，使其再现，获得再现像共面、等大、位置重合，即实现物体的彩色再现。

目录

摘要

1 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究状况

1．2．2 国内研究状况

1．3 主要研究内容

1．4 文章的组织结构

2 计算全息的基本理论

2．1 全息术的基本理论

2．1．1 光全息术基本原理

2．1．2 计算全息术概述

2．2 脉冲调制、抽样定理、空间带宽积及衍射效率

2．2．1 脉冲调制

2．2．2 抽样定理

2．2．3 空间带宽积

2．2．4 衍射效率

2．3 色度学与计算全息再现

2．3．1 色度学理论

2．3．2 色度学与计算全息的联系

2．4 计算全息编码方法

2．4．1 迂回位相编码方法

2．4．2 修正离轴参考光编码方法

2．5 本章小结

3 单色计算全息图的制作与光学再现

3．1 计算全息图的制作过程与光学再现理论基础

3．1．1 计算全息图的制作过程

3．1．2 傅立叶变换

3．1．3 傅立叶变换性质

3．1．4 透镜的傅立叶变换特性

3．2 傅立叶变换计算全息图的制作

3．3 傅立叶变换计算全息图的再现

3．3．1 傅立叶变换计算全息图的模拟再现

3．3．2 傅立叶变换计算全息图的光学再现

3．4 傅立叶变换全息图的像素对再现的影响

3．4．1 实验结果

3．4．2 实验结果的分析

3．5 不同载频对再现像的影响

3．5．1 实验现象及结果

3．5．2 实验结果分析

3．5．3 提高再现像质量

3．6 不同波长的照明光源对再现像的影响

3．6．1 实验现象

3．6．2 实验现象的分析

3．7 本章小结

4 计算全息图的制作及彩色再现

4．1 物体色彩在计算全息图中的记录与模拟再现

4．1．1 物体色彩在计算全息中的记录

4．1．2 物体色彩的模拟再现

4．2 计算全息图的光学彩色再现

4．2．1 光学彩色再现的光路设计

4．2．1 计算全息图制作的理论分析

4．2．2 计算全息图的制作过程及程序

4．3 傅立叶变换计算全息图的光学彩色再现

4．4 本章小结

5 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢

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