MATLAB与液晶光阀实现计算全息图制作与再现

"本文主要介绍了如何使用MATLAB软件和液晶光阀实现傅立叶变换计算全息图的制作与再现。作者通过实验探讨了在计算全息过程中添加随机相位和不添加随机相位对再现效果的影响。文章还讨论了计算全息与光学全息的区别，并强调了计算全息在无需物理记录介质上的优势。液晶光阀作为一种高分辨率的电寻址空间光调制器，被用来实时输出和再现计算全息图，为全息技术的应用提供了新的可能性。" 详细知识点: 1. 计算全息与光学全息: 全息制作分为光学全息和计算全息两种方式。光学全息依赖于干涉原理，而计算全息则基于对物波场的数学计算和编码，可以制作实际或虚构物体的全息图像。 2. MATLAB在计算全息中的应用: MATLAB是一种强大的编程环境，用于计算全息图的制作，包括物光波的抽样、离散傅立叶变换、编码以及图像输出。在这一过程中，编码是核心步骤，它将二维光场的复振幅分布转换为全息图的二维透过率分布。 3. 傅立叶变换全息: 傅立叶变换全息图是通过计算物体光波的傅立叶变换来创建的，其复数波面是物光波的傅立叶变换。在这个过程中，复数F(m,n)由抽样后的物光波通过离散傅立叶变换得到，并且可以表示为振幅A(m,n)乘以相位因子exp[i(psi)(m,n)]。 4. 迂回相位编码: 在计算全息图的编码阶段，使用迂回相位编码方法，通过改变相位来实现全息图的形成。这种编码方法有助于优化再现质量和稳定性。 5. 液晶光阀: 液晶光阀是电寻址的液晶显示器，能够根据电信号调整每个像素的透过率，将其转换为光强分布。在计算全息领域，液晶光阀可以替代传统的全息干板，实现实时输出和再现计算全息图，极大地扩展了全息技术的应用范围。 6. 高分辨率空间光调制器: 高分辨率的电寻址空间光调制器，如液晶光阀，具有微米级别的像素尺寸和超过100万的像素数，使得计算全息图的实时处理成为可能。 7. 实验与比较: 文章通过实验比较了在计算全息制作过程中添加随机相位和不添加随机相位对再现图像的影响，这有助于理解相位编码对全息再现质量的贡献。 8. 实时记录介质: 采用液晶光阀作为实时记录介质，克服了传统照相胶片的限制，使计算全息在实时处理和应用方面更具潜力。 MATLAB结合液晶光阀为计算全息技术提供了一种高效、灵活的实现途径，不仅简化了制作流程，而且提高了再现效果，为未来全息技术在数据存储、三维显示等领域的发展奠定了基础。