全視差雙向立體立體常見光路如圖

1全視差二步成品全息技術(shù)彩虹整個環(huán)繞的提出，將全息圖應(yīng)用于防止商標(biāo)和藝術(shù)攝影的應(yīng)用。彩虹全息圖的拍攝是以損失垂直于狹縫方向的視差為代價的。由于用狹縫對物光波進行了限制,使得全息圖對再現(xiàn)光波的單色性要求降低,可在白光下再現(xiàn)。白光由多個波長的光波組成,不同波長的光其狹縫再現(xiàn)像的位置不同,因此形成彩虹再現(xiàn)像。為解決垂直視差損失,提出了全視差二步彩虹全息,雙向立體彩虹全息術(shù),在拍攝方法上仍用二步法拍攝,這會增加再現(xiàn)像的噪聲,本文提出用一步的方法,拍攝可多個方向觀察的立體彩虹再現(xiàn)像。方法簡單,用時減少了再現(xiàn)像的光噪聲,可使再現(xiàn)像明亮清晰,立體感強。2所見立體結(jié)合的特征全視差雙向立體一步彩虹全息術(shù)拍攝光路如圖(1)所示。O為被攝物體,L為透鏡,H為全息干板,置于物像所在位置,正交光柵G緊貼H,R為參考光。彩虹全息圖再現(xiàn)光路如圖(2)所示。用沿R*的參考光照射全息圖,可在任何方向觀察到被攝物體的立體彩虹再現(xiàn)象。用功率為1mw的He-Ne激光器作拍攝光源,分束器將激光分成兩束,一束經(jīng)擴束后照射被攝物,另一束經(jīng)擴束后直接照射全息干板作參考光,由物發(fā)出的光O經(jīng)經(jīng)透鏡L成像在全息干板H處,正交光柵緊貼干板放置,調(diào)節(jié)分束器,使物光與參考光強度之比為IO∶IR=1∶7,選擇好曝光時間,干板經(jīng)曝光、暗室處理后,得到全息圖。3理論分析1.暗室處理t=t(x)t(y)=(t0+t1cos2πfx)(t′0+t′1cos2πfy)x,y分別為光柵平面的坐標(biāo)。U1通過正交光柵后的振幅分布為U2=U1t(x)t(y)=(U0+UR)(t0+t1cos2πfx)(t′0+t′1cos2πf′y)干板上記錄的是U2的強度:I=U2U*2=(UO+UR)(U*O+U*R)(t0+t1cos2πfx)(t′0+t′1cos2πf′y)=(A2OΟ2+A2RR2+U*RUO+URU*O)(t0t′0+t′0t1cos2πfx+t0t′1cos2πf′y+t1t′1cos2πfxcos2πf′y)經(jīng)暗室處理后得到全息圖,其透過率為:tH=tH0+βI對負(fù)片β<0,正片β>0,tH=tH0+β(A2OΟ2+A2RR2+U*RUO+URU*O)(t0t′0+t′0t1cos2πfx+t0t′1cos2πf′y+t1t′1cos2πfxcos2πf′y)再現(xiàn)時,用白光C=U*R照射全息圖,再現(xiàn)光波為U3=U*RtH=U*RtH0+βU*R(A2OΟ2+A2RR2+U*RUO+URU*O)(t0t′0+t′0t1cos2πfx+t0t′1cos2πf′y+t0t′1cos2πfx)對正交光柵,若有t0=t′0,t1=t′1,f=f′,則U3=U*RtH0+β(U*RA2OΟ2+U*RA2RR2+U*2RUO+U*O)(t2002+t0t1cos2πfx+t0t1cos2πfy+t2112cos2πfxcos2πf′y)上式中含物光UO的項為βU*RUO(t2002+t0t1cos2πfx+t0t1cos2πfy+t2112cos2πfxcos2πfy)括號中第二項、第三項因x,y可分別取正負(fù)值分別有兩項,第四項共有四項,即共有九項,再現(xiàn)像為九個。因白光由多色光組成,對不同波長的光,其同一級再現(xiàn)像的位置不同,故為彩色再現(xiàn)象。2.縫寬物點在△λ波長范圍內(nèi)像點變?yōu)橐欢位【€,人眼所看到的這段弧線視寬度為像的色模糊,可表示為:△I=(|ZS|+|ZO|)△α≈(|ZS|+|ZO|)△HZS△Ι=(|ΖS|+|ΖΟ|)△α≈(|ΖS|+|ΖΟ|)△ΗΖS,其中,ZS為記錄時狹縫與干板的距離,ZO為被攝物體與干板的距離,△H為縫限制后的物光,只一束細(xì)光束投射在H上,對應(yīng)的一個物點O1的信息圖Y方向上所在的一小部分,△H=|ZO|α|ZO|+ZS?α△Η=|ΖΟ|α|ΖΟ|+ΖS?α為縫寬,△I=(ZS+|ZO|)|ZO|α|ZO|+ZS1ZS=|ZO|αZS△Ι=(ΖS+|ΖΟ|)|ΖΟ|α|ΖΟ|+ΖS1ΖS=|ΖΟ|αΖS,拍攝時物至干板的距離ZO小,由于光柵緊貼干板,ZS非常小,對光柵而言寬度一般狹縫小很多,因此色模糊小,視場不受限制,但相對來說景深較小。3.光柵頻率分析對大小一定的物體,各級再現(xiàn)像互不重疊所需的光柵頻率。如圖所示,設(shè)物體線徑為△y,當(dāng)0級像與+1級像剛好能分開時,兩像垂直距離為△y。因光柵G與干板H緊貼放置,像至H的距離好為像至G的距離為△x,+1級像的衍射角為θ,則tgθ=△y△x?△y=△xtgθθ=△y△x?△y=△xtgθ,(1)由光柵方程dsinθ=±kλ,考慮+1級衍射,k=1?sinθ=λdk=1?sinθ=λd,其中d為光柵常數(shù),代入(1)式得:△y=△xsinθ1?(λd)2√=△xλd2?x2√?d=(△y△xλ)2+λ2??????????√△y=△xsinθ1-(λd)2=△xλd2-x2?d=(△y△xλ)2+λ2若λ=6000A0,被攝物線徑△y=20mm,物至光柵距離△x=1mm,代入上式得d=3*10-3mm光柵頻率f=1d=13?10?3≈300f=1d=13*10-3≈300條/mm即對線徑為20mm物體,拍攝時需用頻率為300條/mm以上的正交光柵方可將再現(xiàn)像分開,對線徑愈大的物體,所需光柵的頻率愈高。4全息圖的拍攝實驗中,采用He-Ne激光器的功率為1mW,正交光柵在互相垂直兩方向的頻率為300條/mm,秦皇島HR-1型干