计算全息课件旨在帮助学习者深入了解计算机生成全息(Computer-Generated Holography, CGH)这一领域的原理和应用。本课程分为几个部分深入探讨:
1. **概述**:
- 全息术起源于1948年Dennis Gabor提出的“波前重现”理论,他首次提出了利用干涉原理记录并再现三维物体的信息。全息技术随后经历了多个发展阶段,包括同轴全息(使用汞灯光源)、离轴全息(由Leith和Upatnieks在1962年引入,使用激光技术),以及反射式全息、彩虹全息和计算全息等。
2. **基本原理**:
- 计算全息是全息技术的一种重要分支,其核心是通过数学方法处理和再现光波的位相信息,即将复数中的位相因子exp(jφ)转化为实数,以便于数字处理和存储。传统的全息术依赖于物理媒介(如照片底片)记录光的幅度和位相信息,而计算全息则通过计算机模拟这些过程。
3. **计算过程**:
- 在计算全息中,对象光(Object Light, O(x,y))和参考光(Reference Light, R(x,y))的干涉被数字化,形成光场的幅度和位相数据。通过复数运算,合成出全息图(Hologram)。之后,这些数字数据可以被再现为三维图像,即使在没有原始物理全息片的情况下也能实现光学再现。
4. **光学再现**:
- 光学再现是计算全息的关键步骤,它涉及到了解并解析全息图中的信息,然后用合适的光源和接收设备重建出与原始物体类似的立体图像。这可能包括激光再现、白光再现等技术,使得全息图的再现更为逼真和灵活。
5. **全息技术的发展阶段**:
- 课程按照时间线介绍了全息技术的四个主要阶段:第一代全息使用汞灯光源和同轴记录;第二代引入激光技术和离轴全息;第三代实现了白光再现,提高了分辨率;第四代则进一步发展到白光记录和再现,展示了技术的持续进步。
6. **代表人物**:
- 涉及到的科学家,如Dennis Gabor、E.Leith、Y.Denisyuk、J.Upatnieks、S.A.Benton和A.W.Lohmann,他们在全息技术的不同方面做出了关键贡献。
计算全息课件涵盖了全息术的基本概念、核心原理、发展历史以及关键技术,旨在提供一个系统的学习框架,使学员能够掌握这个前沿科技的基础知识和应用潜力。