能扫描任意函数图像的光扫描器

本文讨论了光扫描器在不同波段的应用和制作方法，以及如何利用全息技术来扩展光扫描器的适用范围和功能。光扫描器作为一种能够使激光束以一定速率沿指定轨迹扫描或偏转的装置，在激光切割、光存储等领域中有着广泛应用。本文详细分析了横扫描法和纵扫描法在光扫描器设计中的不同应用，以及它们的优势与局限性，并提出了纵扫描方法，解决了横扫描方法中无法扫描任意函数图像的问题。 文中说明了传统计算全息方法制作光扫描器的原理和优点，包括其适用波段广泛和灵活性高的特点。然而，这些扫描器在可扫描的函数图像类型上存在限制。为了克服这一限制，本文提出了一种纵扫描法，可以扫描任意函数图像，提升了全息光扫描器的灵活性。 接着，文章详细探讨了横扫描法的局限性。横扫描法通常通过沿z方向匀速带动全息图来实现激光束的扫描，但这种方法在扫描特定函数图像时存在局限性，特别是当全息函数非(x，y)不是一次函数时，会影响扫描的均匀性，从而限制了可扫描函数图像的类型。 文章随后介绍了纵扫描方法的原理及其优点。纵扫描法通过沿z方向匀速带动全息图，使图后偏转光束沿η方向的扫描速率保持均匀。在数学上，通过解一组特定的偏微分方程，可以得到全息函数φ(x，y)，进而得到满足特定扫描条件的扫描函数。纵扫描方法的核心在于全息函数的形式，它可以包含扫描函数的积分形式，进而推导出满足扫描条件的全息函数。 文章还讨论了纵扫描法实现的纵扫描器在设计和应用中可能遇到的一个问题——拖曳现象。由于全息图是沿z方向匀速移动的，激光束照射在全息图的不同位置，会产生不同的扫描曲线，这种现象被称为拖曳。拖曳现象会随着激光束宽度的增加而变得更加严重。为了减轻拖曳现象，可以考虑减小激光束宽度，但这样做会影响通过全息图的光通量，降低再现像的强度和分辨率。 本文提出的纵扫描方法，突破了传统光扫描器在扫描任意函数图像上的限制，通过纵扫描方法可以实现更加灵活的图像扫描。虽然纵扫描法在实际应用中面临拖曳现象的挑战，但通过合理的设计和参数调整，可以在保持图像质量的同时，提升光扫描器的性能和应用范围。本研究的成果对于光扫描器的设计和制造具有重要的理论和实践价值，为后续的相关研究提供了新的思路和方法。