各种全息图及其应用课件.ppt

1、60191各种全息图及其应用体积全息图计算全息全息记录介质60192体积全息图体积全息图当用于全息记录的感光胶膜厚度足够厚时，它在物光和参考光当用于全息记录的感光胶膜厚度足够厚时，它在物光和参考光的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，这种全息图的干涉场中将记录到明暗相间的三维空间曲面族，这种全息图在再现过程中将主要显示出体效应，与前一节所介绍的平面全在再现过程中将主要显示出体效应，与前一节所介绍的平面全息图的特点有很大差别。这一类全息图称为体积全息图息图的特点有很大差别。这一类全息图称为体积全息图体积全息图体积全息图胶膜厚度满足关系式胶膜厚度满足关系式 式中式中d d表示干涉条纹周期，表

2、示干涉条纹周期，n n为记录介质的折射率，为记录介质的折射率，为记录波为记录波长长 ndh60193体积全息图的记录体积全息图的记录 先讨论物光波和参考光波都是平面波的情形。根据光的先讨论物光波和参考光波都是平面波的情形。根据光的干涉原理，在记录介质内部应形成等间距的平面族结构，干涉原理，在记录介质内部应形成等间距的平面族结构，称为体光栅，如下图示称为体光栅，如下图示 60194布喇格定律布喇格定律与与布喇格条件布喇格条件 条纹面应处于条纹面应处于R 和和 O两光夹角的角平分线，它与两束光的两光夹角的角平分线，它与两束光的夹角夹角应满足关系式：应满足关系式：体光栅常数体光栅常数 应满足关系式应

3、满足关系式 式中式中为光波在介质内传播的波长。为光波在介质内传播的波长。体积全息图对光的衍射作用与布喇格（体积全息图对光的衍射作用与布喇格（BraggBragg）对晶体的对晶体的X X射线衍射现象所作的解释十分相似，因而常借用所谓的射线衍射现象所作的解释十分相似，因而常借用所谓的“布喇格定律布喇格定律”来讨论体积全息图的波前再现来讨论体积全息图的波前再现.上上式称为式称为“布喇格条件布喇格条件”，角度角度称为称为“布喇格角布喇格角”。12()/22sin60195体全息图对角度和波长的选择性体全息图对角度和波长的选择性 若把条纹面看作反射镜面，则只有当相邻条纹面的反射光若把条纹面看作反射镜面，

4、则只有当相邻条纹面的反射光的光程差均满足同相相加的条件，即等于光波的一个波长的光程差均满足同相相加的条件，即等于光波的一个波长时，才能使衍射光达到极强。时，才能使衍射光达到极强。若波长和角度稍有偏移，衍射光强将大幅度下降，并迅速若波长和角度稍有偏移，衍射光强将大幅度下降，并迅速降为零。降为零。特殊的应用前景：特殊的应用前景：体全息图可以用白光再现。因为在由多种波长构成的复合体全息图可以用白光再现。因为在由多种波长构成的复合光中，仅有一种波长即与记录光波相同波长的光才能达到光中，仅有一种波长即与记录光波相同波长的光才能达到衍射极大，而其余波长都不能出现足够亮度的衍射像，避衍射极大，而其余波长都不

5、能出现足够亮度的衍射像，避免了色串扰的出现。免了色串扰的出现。体全息图可用于大容量高效率全息存储。因为当照明光角体全息图可用于大容量高效率全息存储。因为当照明光角度稍有偏离，便不能得到衍射像，因而可以以很小的角度度稍有偏离，便不能得到衍射像，因而可以以很小的角度间隔存储多重三维图象而不发生象串扰间隔存储多重三维图象而不发生象串扰60196透射体全息透射体全息 透射体全息图的情形：透射体全息图的情形：物光和参考光从介质的同侧射入，介质内干涉面几乎与介质表面垂直物光和参考光从介质的同侧射入，介质内干涉面几乎与介质表面垂直，因而再现时表现为较强的角度选择性。当用白光再现时，入射角度，因而再现时表现为

6、较强的角度选择性。当用白光再现时，入射角度的改变将引起再现像波长的改变的改变将引起再现像波长的改变 60197反射体全息反射体全息反射体全息图的情形：反射体全息图的情形：物光和参考光从介质的两侧相向射入，介质内干涉面几乎与介质表面平物光和参考光从介质的两侧相向射入，介质内干涉面几乎与介质表面平行，再现时表现为较强的波长选择性行，再现时表现为较强的波长选择性 反射体全息能避免色串扰的出现，是一种较好的白光再现全息图，用白反射体全息能避免色串扰的出现，是一种较好的白光再现全息图，用白光再现反射体全息时光再现反射体全息时 ，只能得到单色再现像，只能得到单色再现像 由于记录介质在后处理过程中发生乳胶的

7、收缩，条纹间隔变小，使再现由于记录介质在后处理过程中发生乳胶的收缩，条纹间隔变小，使再现像波长发生像波长发生“兰移兰移”60198体积全息图的衍射效率体积全息图的衍射效率体积全息图衍射效率的定义平面全息图衍射效率的定义体积全息图衍射效率的定义平面全息图衍射效率的定义相同相同 科格尼克（科格尼克（Kolgenik）在在1969年提出的耦合波理论，以年提出的耦合波理论，以麦克斯韦方程组为基础，根据记录介质的电学或光学常麦克斯韦方程组为基础，根据记录介质的电学或光学常数被调制的情况，直接解方程组，求出衍射效率的公式数被调制的情况，直接解方程组，求出衍射效率的公式体积全息图的分类无论是透射体全息还是反

8、射体全息都体积全息图的分类无论是透射体全息还是反射体全息都可依据书中表可依据书中表5.2所示的方法进行所示的方法进行“无吸收位相全息图无吸收位相全息图”是指记录介质的吸收可以忽略的是指记录介质的吸收可以忽略的情形情形“混合型全息图混合型全息图”是指既包含有振幅调制又包含有位相是指既包含有振幅调制又包含有位相调制的全息图。调制的全息图。余弦位相型体积全息图衍射效率最大余弦位相型体积全息图衍射效率最大60199各种类型全息图的最大衍射效率各种类型全息图的最大衍射效率 601910计算全息计算全息计算全息将计算机技术与光全息术结合起来，可以实现光计算全息将计算机技术与光全息术结合起来，可以实现光学全

9、息术无法实现或难以实现的某些特殊功能。学全息术无法实现或难以实现的某些特殊功能。光全息术是利用光的干涉原理，借助于参考光将物光波的光全息术是利用光的干涉原理，借助于参考光将物光波的复振幅记录在感光材料上，能够实现这种记录的必要条件复振幅记录在感光材料上，能够实现这种记录的必要条件是物体的真实存在是物体的真实存在很多实际应用中理想的很多实际应用中理想的“物体物体”是很难制作，例如，用于是很难制作，例如，用于检测光学元件加工质量的标准件，用于光学信息处理的空检测光学元件加工质量的标准件，用于光学信息处理的空间滤波器，用于数据存储系统的相移器间滤波器，用于数据存储系统的相移器计算全息发展极其迅速，已

10、成功地应用在三维显示、空间计算全息发展极其迅速，已成功地应用在三维显示、空间滤波、光学信息存储和激光扫描等诸多方面滤波、光学信息存储和激光扫描等诸多方面601911计算全息图的制作计算全息图的制作计算全息图的计算机制作分为五步：计算全息图的计算机制作分为五步：对物光信息的采集对物光信息的采集：对于实际存在的物体，可利用扫描仪：对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数据采集。而对于那些实际不存在的物或数字摄像机进行数据采集。而对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机 抽样：抽样：用抽样定理将物函数离散化，得到物体或者波面再用抽样

11、定理将物函数离散化，得到物体或者波面再离散样点上的值，取抽样单元数不超过物的空间带宽积离散样点上的值，取抽样单元数不超过物的空间带宽积 计算：计算：计算物函数再全息平面上的光场分布计算物函数再全息平面上的光场分布 编码：编码：（两种途径）干涉的计算机仿真和迂回位相法（两种途径）干涉的计算机仿真和迂回位相法 存储：存储：用计算机绘图仪直接画在纸上，然后用精密照相翻用计算机绘图仪直接画在纸上，然后用精密照相翻拍在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸拍在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸601912物信息的采集物信息的采集 物光信息的采集是指确定物光信息的函数形式，一般表现物光信息的采集是指确

12、定物光信息的函数形式，一般表现为复振幅透射率函数（或反射率函数）为复振幅透射率函数（或反射率函数）对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数对于实际存在的物体，可利用扫描仪或数字摄像机进行数据采集据采集对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘对于那些实际不存在的物体，可将其函数形式直接从键盘输入计算机输入计算机物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间带物函数需要离散化，一般取抽样单元数不超过物的空间带宽积，即满足关系式宽积，即满足关系式 MN xyfxfy 式中式中M、N分别为分别为X方向和方向和Y方向的抽样单元数，方向的抽样单元数，x和和y为为物体的空间宽度，物体的

13、空间宽度，fx和和fy为物的频带宽度为物的频带宽度601913物信息的处理物信息的处理 计算傅里叶变换全息图：计算傅里叶变换全息图：被记录的复数波面是物波函数的傅被记录的复数波面是物波函数的傅立叶变换。必须使用计算机完成物函数的傅里叶变换（借助立叶变换。必须使用计算机完成物函数的傅里叶变换（借助快速傅立叶变换算法完成），得到全息图平面的光场复振幅快速傅立叶变换算法完成），得到全息图平面的光场复振幅函数。计算全息多采用傅里叶变换全息图。函数。计算全息多采用傅里叶变换全息图。计算菲涅耳全息图：计算菲涅耳全息图：被记录的复数波面是物体发出的菲涅耳被记录的复数波面是物体发出的菲涅耳衍射波。须计算物函数

14、经菲涅耳衍射到达全息图的复振幅分衍射波。须计算物函数经菲涅耳衍射到达全息图的复振幅分布，再将该复振幅分布编码成全息图的透过率变化。布，再将该复振幅分布编码成全息图的透过率变化。计算像全息：计算像全息：被记录的复数波面是物波函数本身或者其几何被记录的复数波面是物波函数本身或者其几何像。只需由计算机完成物函数的坐标缩放变换与抽样。像。只需由计算机完成物函数的坐标缩放变换与抽样。全息图平面上函数的抽样数不得少于物函数的抽样数全息图平面上函数的抽样数不得少于物函数的抽样数 601914信息的编码信息的编码 到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅信息到达全息图的物光波通常呈现为复数形式，包括振幅

15、信息和位相信息；和位相信息；将二维光场复振幅分布变换为全息图的二维透过率函数分将二维光场复振幅分布变换为全息图的二维透过率函数分布的过程，称为计算全息的编码。布的过程，称为计算全息的编码。计算全息的编码主要为如下两大类：计算全息的编码主要为如下两大类：一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全息一种途径是对光全息术的计算机仿真，用计算机算出全息图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编码方图上参考光波与物光波的干涉条纹分布函数，这种编码方式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图称为干式称为干涉型编码方式，用这种方法制作的全息图称为干涉型计算全息图。涉型计算全息图。（缺点：参考光波

16、的加入增加了空间带（缺点：参考光波的加入增加了空间带宽积，因此全息图上的抽样点数必须增加）宽积，因此全息图上的抽样点数必须增加）分别对振幅和相位编码（计算全息所特有的：迂回位相分别对振幅和相位编码（计算全息所特有的：迂回位相法）。法）。601915不规则光栅的衍射效应不规则光栅的衍射效应当平面波垂直照射线光栅时，假定栅距恒定，第当平面波垂直照射线光栅时，假定栅距恒定，第k级衍射都级衍射都是平面波，等相位面是垂直于这个方向的平面，并设栅距为是平面波，等相位面是垂直于这个方向的平面，并设栅距为d，第，第k级的衍射角为级的衍射角为qk，则由光栅方程可知，在则由光栅方程可知，在qk方向方向上相邻光线的

17、光程差为上相邻光线的光程差为 如果光栅的栅距在某一位置增大了如果光栅的栅距在某一位置增大了D，则该处沿方则该处沿方qk方方向相邻光线的向相邻光线的光程光程差差为为则则qk方方向衍射波在该位置引入的相位延迟为（迂回相位）向衍射波在该位置引入的相位延迟为（迂回相位）sinkkLdk22()sin2kkkkLLkd()sinkkLd 601916迂回位相信息编码方法迂回位相信息编码方法 迂回位相用全息图上两个独立的参量来编码物函数的振幅和位相迂回位相用全息图上两个独立的参量来编码物函数的振幅和位相由于这两个独立参量均为非负的实数，因而可用一般的记录介质由于这两个独立参量均为非负的实数，因而可用一般的

18、记录介质记录。记录。这种方法是在一个抽样单元内用一个长方形透明孔来反映物函数这种方法是在一个抽样单元内用一个长方形透明孔来反映物函数在这一点的值。孔的宽度在这一点的值。孔的宽度Bmn是一个常量，令其高度是一个常量，令其高度Hmn与物函数与物函数归一化振幅成正比，孔的中心点离抽样点的距离归一化振幅成正比，孔的中心点离抽样点的距离 dmn与其位相成比与其位相成比例例设物波函数在第（设物波函数在第（m，n）个抽样点的表达式为：个抽样点的表达式为：Omn=Amnexpjmn 式中式中mn分别表示分别表示X、Y方向的抽样序号，方向的抽样序号，Amn是物波的归一化振是物波的归一化振幅（即以物的最大振幅值对

19、其它值进行归一）幅（即以物的最大振幅值对其它值进行归一）mn为物波在该抽样为物波在该抽样点的位相。点的位相。601917编码公式和抽样单元示意图编码公式和抽样单元示意图 迂回位相编码示意图：迂回位相编码示意图：编码公式：编码公式：图中图中mx0，ny0表示抽样单元的中心位置表示抽样单元的中心位置 常数）（BBxdyAHmnmnmnmnmn200601918信息的存储信息的存储 计算全息图通常都用光学方法实现波前重现，因而存储手计算全息图通常都用光学方法实现波前重现，因而存储手段必须与此相适应段必须与此相适应信息存储的方法有多种，最普遍的一种是用计算机绘图仪信息存储的方法有多种，最普遍的一种是用

20、计算机绘图仪将计算机处理的结果直接画在纸上，然后用精密照相拍制将计算机处理的结果直接画在纸上，然后用精密照相拍制在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸，制成实用在照相底片上，适当放大或缩小到合适的尺寸，制成实用的全息图的全息图还可用图形发生器、光绘仪、显微密度仪、激光光束扫描还可用图形发生器、光绘仪、显微密度仪、激光光束扫描记录装置等来制作振幅型计算全息图记录装置等来制作振幅型计算全息图对于浮雕型位相计算全息图（如相息图），由于只记录物对于浮雕型位相计算全息图（如相息图），由于只记录物的位相信息，因此还必须用光刻机、离子束刻蚀机或电子的位相信息，因此还必须用光刻机、离子束刻蚀机或电子束刻蚀机

21、等制作束刻蚀机等制作 601919计算全息图的再现计算全息图的再现计算全息图的再现方法是根据全息图类型来确定的计算全息图的再现方法是根据全息图类型来确定的用用干涉编码法制作干涉编码法制作的傅里叶变换全息图，可以用下图所的傅里叶变换全息图，可以用下图所示的光学系统来再现。用置于处的点光源通过透镜示的光学系统来再现。用置于处的点光源通过透镜L1生生成平行光，照明透镜成平行光，照明透镜L2前焦面上的计算全息图前焦面上的计算全息图H，在透镜在透镜L2后焦面处光轴上观察再现像后焦面处光轴上观察再现像 601920迂回位相编码计算全息图的再现迂回位相编码计算全息图的再现对于对于用迂回编码法制作用迂回编码法

22、制作的全息图，再现时，用衍射角度保证的全息图，再现时，用衍射角度保证在一个抽样单元内获得从在一个抽样单元内获得从0 0到到2 2变化的位相差。变化的位相差。因为透镜前后焦面是傅里叶变换关系，前焦面上对中心的偏因为透镜前后焦面是傅里叶变换关系，前焦面上对中心的偏离在后焦面上表现为波面位相的变化。这就是迂回位相编码离在后焦面上表现为波面位相的变化。这就是迂回位相编码的物理基础。的物理基础。601921计算全息术的应用（计算全息术的应用（1 1）三维图象显示：三维图象显示：计算全息可对那些能方便地用数字描述但却难以实际制作的物体进行计算全息可对那些能方便地用数字描述但却难以实际制作的物体进行三维显示

23、三维显示计算全息元件：计算全息元件：用于校正普通全息元件像差用的像差校正器用于校正普通全息元件像差用的像差校正器 用于激光扫描器，可实现多束光同时高速扫描用于激光扫描器，可实现多束光同时高速扫描 用于数据存储中进行编码的相移器用于数据存储中进行编码的相移器 功能特殊的全息透镜功能特殊的全息透镜601922计算全息术的应用（计算全息术的应用（2 2）光学检测：光学检测：计算全息制作标准波面精计算全息制作标准波面精度很高度很高光学信息处理中的光学信息处理中的各种空各种空间滤波器间滤波器：用于图象消模糊的逆滤波用于图象消模糊的逆滤波器器 用于像边缘增强或图象加用于像边缘增强或图象加减的微分滤波器减的

24、微分滤波器 图象处理的各种带通滤波图象处理的各种带通滤波器等等器等等除法滤波器除法滤波器601923全息全息记录介质记录介质全息记录介质是记录光全息图的载体，因而要求记录材料有全息记录介质是记录光全息图的载体，因而要求记录材料有较高的分辨率，较强的衍射效率，较大的动态范围和较高的较高的分辨率，较强的衍射效率，较大的动态范围和较高的感光灵敏度。感光灵敏度。目前用于全息记录的材料种类繁多：目前用于全息记录的材料种类繁多：卤化银乳胶卤化银乳胶 重铬酸明胶重铬酸明胶 光致抗蚀剂光致抗蚀剂 光导热塑光导热塑 光致变色材料光致变色材料 液晶液晶 光致聚合物光致聚合物 光折变晶体光折变晶体 小杆细菌视紫红质

25、（小杆细菌视紫红质（BRBR）这里仅介绍具有代表性的六种材料这里仅介绍具有代表性的六种材料 601924卤化银乳胶卤化银乳胶 胶片（或干板）的结构如下图示，卤化银乳胶均匀涂布在片胶片（或干板）的结构如下图示，卤化银乳胶均匀涂布在片基上，构成软片或干板基上，构成软片或干板记录的物理过程记录的物理过程 曝光：卤化银盐在光的作用下先是分解再还原成单个金属银原子，以微曝光：卤化银盐在光的作用下先是分解再还原成单个金属银原子，以微粒的形式散布在乳胶内部，形成潜像。这样析出的银粒子密度很小，只粒的形式散布在乳胶内部，形成潜像。这样析出的银粒子密度很小，只是形成了进一步显影的中心是形成了进一步显影的中心 显

26、影：还原剂作用下，显影中心周围的卤化银大量地被还原成金属银显影：还原剂作用下，显影中心周围的卤化银大量地被还原成金属银 定影：使未反应的卤化银晶粒溶于定影液中，保持影像的稳定性。定影：使未反应的卤化银晶粒溶于定影液中，保持影像的稳定性。漂白：利用漂白剂的氧化作用，使底板上黑色的金属银变成近乎透明的漂白：利用漂白剂的氧化作用，使底板上黑色的金属银变成近乎透明的卤化银盐，使全息图由振幅型转化为位相型，以提高衍射效率卤化银盐，使全息图由振幅型转化为位相型，以提高衍射效率601925卤化银乳胶的特性卤化银乳胶的特性几个物理量的定义：几个物理量的定义：曝光量曝光量E：定义为入射到感光表面上每单位面积的光

27、能量，单位定义为入射到感光表面上每单位面积的光能量，单位常用毫焦耳常用毫焦耳/厘米厘米2（mJ/cm2）或微焦耳或微焦耳/厘米厘米2（J/cm2）入射光强度入射光强度I：定义为单位时间里通过单位面积的光能量，单位定义为单位时间里通过单位面积的光能量，单位常用毫瓦常用毫瓦/厘米厘米2（mW/cm2）或或 微瓦微瓦/厘米厘米2（W/cm2）曝光时间曝光时间T：定义为记录介质受光照射的时间，用分或秒为单位定义为记录介质受光照射的时间，用分或秒为单位 上述三个物理量的关系为：上述三个物理量的关系为：E=IT 透射率透射率 ：定义为透射光强和入射光强之比，即强度透射率定义为透射光强和入射光强之比，即强度

28、透射率 =I透射透射/I入射入射 光密度光密度D也称黑度：也称黑度：定义为透射率倒数的对数：定义为透射率倒数的对数：D=lg（1/）601926卤化银乳胶的卤化银乳胶的感光特性感光特性 照片的光密度照片的光密度D与曝光量的对数与曝光量的对数lgE之间的关系曲线，简称之间的关系曲线，简称H-D曲曲线线可大致分为五段：灰雾区；趾部；线性区；饱和区；过饱和区可大致分为五段：灰雾区；趾部；线性区；饱和区；过饱和区照相多用线性区。设照相多用线性区。设CD段的斜率为段的斜率为tg，常用胶片的常用胶片的 值表示之：值表示之：=tg 也常称为反差系数，也常称为反差系数，值越高值越高 说明反差越大。说明反差越大

29、。值的大小除与值的大小除与 胶片型号有关外，还与曝光量胶片型号有关外，还与曝光量 和显影条件有关。选择合适的参和显影条件有关。选择合适的参 数，可获得预期的数，可获得预期的 值。值。601927卤化银乳胶的卤化银乳胶的分辨率和信噪比分辨率和信噪比 分辨率：分辨率：乳胶能记录的空间光强度变化的最小周期，单位乳胶能记录的空间光强度变化的最小周期，单位通常用通常用“线对线对/mm”。分辨率的高低取决于卤化银颗粒的大分辨率的高低取决于卤化银颗粒的大小外，还与曝光量和显影条件等有关。用稀释显影法可以小外，还与曝光量和显影条件等有关。用稀释显影法可以提高乳化银乳胶的分辨率提高乳化银乳胶的分辨率信噪比信噪比

30、 通常表示为通常表示为“S/N”，S和和N分别表示信号和噪声的光强度分别表示信号和噪声的光强度 形成噪声的因素很多：有光散射；显影液选择不当；显影形成噪声的因素很多：有光散射；显影液选择不当；显影速度过快；漂白处理不当速度过快；漂白处理不当 提高信噪比的途径：尽可能减小颗粒尺寸；选择适当的显提高信噪比的途径：尽可能减小颗粒尺寸；选择适当的显影液和显影速度影液和显影速度书中表书中表5.4列出了国内常用的几种卤化银乳胶板的主要列出了国内常用的几种卤化银乳胶板的主要性能指性能指标。标。601928卤化银乳胶的常规处理方法卤化银乳胶的常规处理方法 卤化银乳胶板曝光后的化学处理是很重要的环节，其过程卤化

31、银乳胶板曝光后的化学处理是很重要的环节，其过程为：显影为：显影水洗水洗停显停显定影定影水洗水洗干燥。干燥。（1）显影：显影：D-19是最常用的高反差显影剂，显影时间是最常用的高反差显影剂，显影时间2-5分钟。分钟。D-76是是一种低调显影剂，适用于曝光量范围很宽的傅里叶变换全息图。一种低调显影剂，适用于曝光量范围很宽的傅里叶变换全息图。（2）停显：停显：一般用水冲洗即可达停显效果，但用停显液效果更好。一般用水冲洗即可达停显效果，但用停显液效果更好。（3）定影：定影：常规的定影液是常规的定影液是F-5，时间在时间在5分钟以上。分钟以上。（4）水洗：水洗：目的是清除底片上的定影液和其他物质，必须充

32、分（目的是清除底片上的定影液和其他物质，必须充分（5）干燥：）干燥：可用自然干燥，为缩短时间也可浸入无水乙醇后吹干可用自然干燥，为缩短时间也可浸入无水乙醇后吹干（6）漂白：漂白：有时为了提高衍射效率，可将全息图进行漂白处理，使其转有时为了提高衍射效率，可将全息图进行漂白处理，使其转化为位相型。化为位相型。还有一种方法是显影后先漂白后定影，有利于长期保存还有一种方法是显影后先漂白后定影，有利于长期保存 601929重铬酸盐明胶（重铬酸盐明胶（DCGDCG）重铬酸盐明胶是一种很重要的全息记录材料，它几乎具有重铬酸盐明胶是一种很重要的全息记录材料，它几乎具有相位全息图的理想特性相位全息图的理想特性可

33、产生很大的折射率变化，衍射效率最高可达可产生很大的折射率变化，衍射效率最高可达100%,分辨分辨率可高达率可高达5000线对线对/mm以上，噪声低再现像显得很以上，噪声低再现像显得很“干干净净”重铬酸盐明胶的曝光机理十分复杂，处理过程与卤化银明重铬酸盐明胶的曝光机理十分复杂，处理过程与卤化银明胶不同，胶不同，DCG的缺点的缺点:灵敏度低，稳定度差，在高温高湿度环境下灵敏度低，稳定度差，在高温高湿度环境下容易消象。容易消象。在实际应用中需经封胶处理，才能长期保存。在实际应用中需经封胶处理，才能长期保存。DCG光栅的光栅的-E曲线见教科书上图曲线见教科书上图5.29 601930光致抗蚀剂（光致抗

34、蚀剂（Photoresist）光致抗蚀剂能形成浮雕型相位全息图，通常用于全息压印复光致抗蚀剂能形成浮雕型相位全息图，通常用于全息压印复制工艺制工艺光致抗蚀剂即光刻胶。其曝光机理是：曝光部分比未曝光部光致抗蚀剂即光刻胶。其曝光机理是：曝光部分比未曝光部分溶解速率快分溶解速率快200倍，置于稀碱溶液中显影曝光区便迅速溶倍，置于稀碱溶液中显影曝光区便迅速溶解，使表面形成凹凸不平的浮雕状条纹解，使表面形成凹凸不平的浮雕状条纹光刻胶对紫外光灵敏度较高，曝光时间可达秒量级，而对于光刻胶对紫外光灵敏度较高，曝光时间可达秒量级，而对于全息照相常用的可见光波段，灵敏度要低得多。全息照相常用的可见光波段，灵敏度要

35、低得多。常用的显影液是常用的显影液是NaOH溶液，浓度取溶液，浓度取0.7-1.2%,显影温度控制显影温度控制在在20+10C,显影时间在显影时间在10秒以内为宜。光刻胶板在显影液中秒以内为宜。光刻胶板在显影液中若浸泡时间过长，会使表面粗糙而影响表面质量；显影短则若浸泡时间过长，会使表面粗糙而影响表面质量；显影短则衍射效率低衍射效率低光刻胶的分辨率较卤化银乳胶低，一般达光刻胶的分辨率较卤化银乳胶低，一般达1500线对线对/mm以上。以上。601931其它其它全息全息记录介质记录介质 光导热塑光导热塑(Photothermoplastic)：加热使塑料软化，在电场加热使塑料软化，在电场作用下变形

36、，然后再冷却使塑料硬化，形成浮雕型位相全息作用下变形，然后再冷却使塑料硬化，形成浮雕型位相全息图。光导热塑可擦除后重复使用。图。光导热塑可擦除后重复使用。光致聚合物光致聚合物(Photopolymer)：感光性高分子材料以其具有高感光性高分子材料以其具有高灵敏度、高分辨率、高衍射效率、光谱响应宽、加工简便、灵敏度、高分辨率、高衍射效率、光谱响应宽、加工简便、宽容度大、存贮稳定等优点脱颖而出，成为一种比较理想的宽容度大、存贮稳定等优点脱颖而出，成为一种比较理想的全息记录材料而受人关注，并成为研究和开发的热点全息记录材料而受人关注，并成为研究和开发的热点。工。工作机理是光敏剂受光作用引发单体聚合作机理是光敏剂受光作用引发单体聚合光折变晶体光折变晶体(Phtorefractive Crystal)：光折变晶体是指在光光折变晶体是指在光辐射作用下通过光生载流子的空间分布使折射率发生变化的辐射作用下通过光生载流子的空间分布使折射率发生变化的晶体。光折变晶体是一种可重复使用的实时记录材料晶体。光折变晶体是一种可重复使用的实时记录材料。谢谢