旋转光楔(棱镜)多重全息术及其应用制造技术

一种旋转光楔（棱镜）多重全息术及其应用，属光学全息领域，它是由激光器发出的光经分束镜分成两束光，其中一束经扩束镜直接照射于物体表面构成物光波；另一束经反射镜和准直光学系统构成平面参考光波，再经旋转光楔或棱镜的旋转控制其传播方向，从而获得通道数较多，参考光波可任意选择，光路布置简单，方便，光学元件少，且物光与参考光光强比恒定，作多重记录时，曝光时间易控制等特点。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
旋转光楔(棱镜)多重全息术及其应用属光学全息领域。至今比较成功的多重全息方法是1981年V.G.KnlkarNi等人提出的利用光通过正交光栅产生的衍射光，得到10路参考光，拍摄了比较好的多重全息图。但这种方法仍存在以下缺点1.构成全息记录的物光和参考光都用了4透镜系统(四焦距系统)，并通过一个二维可调的光欄取不同级别的衍射光作为参考光。因此，这种光路布置较复杂，所需光学元件多，成本高，使用不便。2.光通过光栅产生的衍射光只能是有限的几级，各级衍射光的传播方向也是一定的。因此，用光栅产生的衍射光作为参考光，其通道数必然是有限的，而且，不能任意选择，适应性差。3.作全息记录时，要求物光和参考光光强之比是定值。但由光栅产生的衍射光的光强，是随衍射级的增大而减弱的，当用不同衍射级的衍射光作参考光时，物光和参考光光强的比值随之而变。因而作多重记录时，曝光时间就不易控制，所以其实际应用就较困难。本专利技术的任务在于研制一种能获得通道数多，且光路系统简单，光学元件少，调节方便，易于实现，应用面广的多重全息方法。实现本专利技术任务的多重全息方法是采用旋转光楔(棱镜)多重全息术。其技术解决方案是，由激光器发出的光，经分束镜分成二束光，其中一束光经扩束镜放大后，直接照射于被摄物体，由物体表面反(漫)射的光构成物光波;其特点是由分束镜分出来的另一束光，经反射镜和准直光学系统构成的平面参考光波，经由旋转光楔(或棱镜)来控制它的传播方向。即靠光楔(或棱镜)的旋转角度，来控制平面参考光波的传播方向，光楔的旋转角度不同，平面参考光波的传播方向随之而变。由于此技术方案的平面参考光波只经一光楔实现其空间调制，所以光路布置简单，光学元件少;通过光楔旋转，又实现了空间连续可调，所以通道数较多，参考光波可任意选择，适应性较广;又因参考光均通过同一光楔，物光与参考光光强比是恒定的，作多重记录时，曝光时间就容易控制。附附图说明图1.为本专利技术旋转光楔(棱镜)多重全息的基本光路原理图。附图2.为本专利技术旋转光楔的工作原理图。附图3.动态信息存储基本光路原理图。附图4.多重象面全息基本光路原理图。附图5.多重傅里叶变换全息基本光路原理图。附图1中，由激光器(1)发出的光经分束镜(2)分成两束光，其中一束光经扩束镜(3)放大后，照射于被摄物体(4)，由物体(4)表面反射而构成物光波，照射到干版(9)上;另一束光经反射镜(5)反射到反射镜(6)，再由反射镜(6)反射出来的光经准直光学系统(7)形成平行参考光波，再经旋转光楔(8)射入干版(9)上。它是利用不同物体(或同一物体的不同状态)的物光波与旋转光楔旋转而获得的不同参考光，作多重记录，得多重全息图。其基本工作原理可由附图2来说明。附图2中的α角是原入射平行光线(1)经旋转光楔(R·W)后，使光线(2)或(3)偏离原入射平行光线(1)(虚线)方向的偏转角。图中的θ角，是偏离光线(2)或(3)与z轴的夹角，图中的φ角是偏离光线(2)或(3)在(x，y)平面上的投影与x轴的夹角。由附图2可知，当θ角和φ角确定之后，平行参考光波的传播方向也就确定了，因此通过旋转光楔(R·W)的旋转实现其空间的调制，实际上是通过光楔的旋转，实现θ角与φ角的调制来控制平行参考光波的传播方向。设原入射平行光与z轴的夹角为β，当加上旋转光楔后，使光线(2)偏离原入射光线(1)方向α，这时偏离的入射平行光线(2)与z轴夹角θmin＝β-α，当旋转光楔(R·W)旋转180°时，偏离后的入射平行光线(3)与z轴夹角θmin＝β+α。所以旋转光楔在0-360°之间旋转时，θ角可取范围在(β+α)与(β-α)之间，这就是θ角调制;当旋转光楔(R·W)旋转时，φ角在0-360°连续可调。由上述工作原理可知，由于平行参考光只经过一个旋转光楔实现其空间(即θ、φ角)调制，所以光路布置比采用光栅系统简单、方便，光学元件少;且通过光楔的旋转，实现了θ角在(β+α)与(β-α)之间以及φ角在0-360°之间的连续可调，从而能获得通道数较多，参考光可任意选择，适应性较广的特点;还因为参考光均通过同一光楔，则物光与参考光光强比是恒定不变的，因而作多重记录时，曝光时间就容易控制;再则就是，拍摄的多重全息图，其再现象不仅可同时观察到，且位于椭圆圆周边上，椭圆的长半轴为z0Sin(β+α)，短半轴为Z0Sin(β-α)，椭圆中心在(x0、y0)处。式中(x0、y0、z0)为物体的中心坐标。附图1的基本光路还可适用作多重位相全息，信息存储，双曝光多重全息，时间平均多重全息等基本光路。如附图3、附图4和附图5就是本专利技术其中的三个应用实例。例图3为动态信息存储基本光路原理图。由激光器(He-Ne)发出的光经分束镜(BS)分成两束光线，其中一束光线经准直光学系统(L1)照射到物体(S)后，经过傅里叶变换透镜(L2)和旋转光楔(R·W)或棱镜(R·P)得到物的频谱射入平版(H);由分束镜(BS)分出的另一束光线经反射镜(M1)与(M2)形成参考光波后，再经旋转光楔(R·W)或棱镜(R·P)射入干版(H)。附图4是多重象面全息基本光路原理图，由激光器(He-Ne)发出的光同样经分束镜(BS)分成两束，一束经反射(M1)反射后，照于物体(S)，由物体(S)表面反射出的物光经成象镜(L)成象于干版(H)上;另一束经反射镜(M2)和准直光学系统(L)形成的平面参考光的传播方向由光楔(R·W)控制射于干版(H)上。附图5是多重傅里叶变换全息基本光路原理图。它由激光器(He-Ne)发出的相干平面波，其中一部分照于物体(S)，其物光频谱经傅里叶变换镜(L2)将物光频谱落入频谱面上，即干版(H)上(因干版(H)正好设置在频谱面上);另一部分经聚焦透镜(L1)通过与物体同一平面的小孔，经傅里叶透镜(L2)得平面参考光，物频谱与平面参考光的传播方向均受旋转光楔(R·W)控制。权利要求一种旋转光楔(棱镜)多重全息术及其应用，是由激光器发出的光，经分束镜分成两束光，其中一束经扩束镜直接照射于物体表面形成物光波，另一束经反射镜和准直学学系统构成平面参考光波，其特征在于由旋转光楔或棱镜的旋转来控制其传播方向。全文摘要一种旋转光楔(棱镜)多重全息术及其应用，属光学全息领域。它是由激光器发出的光经分束镜分成两束光，其中一束经扩束镜直接照射于物体表面构成物光波；另一束经反射镜和准直光学系统构成平面参考光波，再经旋转光楔或棱镜的旋转控制其传播方向，从而获得通道数较多，参考光波可任意选择，光路布置简单，方便，光学元件少，且物光与参考光光强比恒定，作多重记录时，曝光时间易控制等特点。文档编号G02B26/08GK1063561SQ9110691公开日1992年8月12日 申请日期1991年1月21日 优先权日1991年1月21日专利技术者林有义 申请人:南京航空学院本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种旋转光楔（棱镜）多重全息术及其应用，是由激光器发出的光，经分束镜分成两束光，其中一束经扩束镜直接照射于物体表面形成物光波，另一束经反射镜和准直学学系统构成平面参考光波，其特征在于由旋转光楔或棱镜的旋转来控制其传播方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林有义，
申请(专利权)人：南京航空学院，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]