用计算机产生全息图

计算机全息图的产生原理和方法是利用计算机模拟物体波前信息并通过相应的算法来记录和重现光波的相位和振幅信息，进而生成全息图像的技术。这项技术的提出和发展，是基于计算机模拟全息技术的基础，其中包括复数空间滤波器的产生、二元全息图的制作、以及基于计算机的全息图的再现技术。 复数空间滤波器的产生最早由B.R.Brown和A.W.Lohmann在1966年实现，他们利用计算机模拟了复数空间滤波器，并在相干光信息处理中展示了其有效作用。随后的1967年，A.W.Lohmann等人进一步利用计算机生成了二元夫琅和费全息图，使计算机技术与全息技术的结合取得了显著进展。 计算机全息图制作的两个主要步骤包括：第一步，建立物体的数学模型，计算该物体在空间某面上产生的光波分布；第二步，寻找一种显示计算结果的方法，并将计算得到的光波分布记录在照相软片或其他类似材料上，以便通过光学方法重现原始光波。 在这个过程中，使用傅里叶变换形式进行计算光波传播是一种常见的方法。这涉及到对物体发出的光波进行傅里叶变换，并得到物体的空间频谱。计算结果的展示，往往需要连续的灰度来表示物体的振幅，但计算机处理时必须将数据数字化，因此需采用特定的采样方法将连续振幅值转化为离散值。A.W.Lohmann提出的迂回相位效应是一种有效的采样方法，通过矩形孔的尺寸和位置来表示振幅和相位信息。 全息图的产生过程中，需要确定全息图的类型，包括菲涅耳全息照相、夫琅和费全息照相和傅里叶全息照相等。这些类型各有特点，但它们都可以用计算机进行产生。在设计全息图时，物体的分辨率将影响到计算时间和绘图时间。分辨率越高，计算和绘图所需时间越长。物体的尺寸与空间带宽之间的关系也会影响到全息图的质量。 全息图的应用广泛，包括光学空间滤波、提高影象质量、图形探测、代码翻译、检验光学表面、三维计算机显示等领域。由于这些应用，计算机全息图成为光学研究者和工程师感兴趣的技术。使用计算机来产生和重现全息图提供了一种全新的图像记录和再现手段，使得全息技术在信息处理和显示领域具有潜在的巨大价值。 计算机全息图的原理和方法的发展，不仅是计算技术和光学技术结合的成果，也为信息存储、传输和显示提供了新的可能性。随着计算机技术的进步和光学理论的发展，计算机全息图技术未来还有更多的发展空间。