合成彩色全息全息图复制

1会计学合成彩色全息全息图复制合成彩色全息全息图复制图像的全息显示图像的全息显示n n全息技术的立体显示再现的是物光波，不是一对或几对立体图像无须其他光学器件辅助n n全息图像显示最直接的方式是激光再现全息，以激光作为光源记录全息图，再以与原参考光一致的再现激光照明全息图得到与原记录物光完全一致的再现光n n对相干长度有限的激光器，被记录物体的大小或景深非常有限，这时应采取对物体分区照明的方法扩大被摄物体的景深,对相干长度较长的激光器，记录的场景可达数米2第1页/共22页白光再现全息白光再现全息 n n用白光再现全息图，会出现严重的色模糊，研究如何用白光再现全息图像是显示全息的主要研究内容之一n n实现白光再现全息通常有三种方法：像面全息；彩虹全息；反射全息n n用这些手段可制作多种类型的全息图，例如彩色全息，合成全息，消色差全息等等n n近几年来，出现了一种新的与计算机紧密结合的数字像素全息，制作方法与常规的显示全息不同，效果很难用通常的全息技术得到n n全息技术正逐渐从实验室走向市场，全息图的大批量复制技术起了很大作用 3第2页/共22页合成全息技术合成全息技术 用全息技术还可以实现体视三维显示，这一技术称为合成全息，或准三维显示它的基本方法是将一系列从不同角度拍摄的普通二维相片通过全息记录的方法记录在一张全息软片或干板上当用白光再现全息图时，人的双眼观察到的是不同角度二维相片，以人眼的双眼视差实现三维显示 4第3页/共22页二维图片的记录二维图片的记录 n n用作记录合成全息的二维图片的制作方法如下图示n n左图是平排相机，中图相机排成圆弧状，或让物体转动时用电影摄影机拍摄。n n右图是用小透镜阵列拍摄物体不同角度的像，这一列阵可以是一维的，也可以是二维的。一维列阵与左图的作用一样，二维列阵可以获得更多的信息量，用于记录反射全息5OOO透镜阵列摄影底板第4页/共22页平面多路合成全息平面多路合成全息n n记记录录平平面面多多路路合合成成全全息息的的光光路路如如下下图图示示。透透镜镜L L1 1是是照照明明系系统统，将将激激光光照照射射在在二二维维照照片片O O1 1上上，透透镜镜L L2 2是是成成像像透透镜镜，将将二二维维图图片片成成像像于于毛毛玻玻璃璃散散射射屏屏D D，透透过过光光即即成成为为全全息息记记录录的的物物光光。H H是是全全息息干干板板，干干板板前前放放置置一一狭狭缝缝S S，每每换换一一张张照照片片，狭狭缝缝换换一一个个位位置置，记记录录一一个个单单元元全全息息图图。再再现现时时用用参参考考光光照照明明，就就能能见见到到三三维维图图像像，如如人人眼眼在在全全息息图图上上扫扫描描，就就能能见见到到物物体体不不同同侧侧面面的三维像。的三维像。6SHxzyRL1L2DO1第5页/共22页360360 合成全息合成全息 n n下下图图是是角角度度多多路路全全息息合合成成系系统统的的光光路路，L L1 1是是照照明明系系统统，L L2 2是是投投影影成成像像透透镜镜，L L3 3是是作作为为场场镜镜用用的的球球面面透透镜镜，CLCL是是柱柱面面透透镜镜，它它们们组组合合形形成成一一个个像像散散成成像像系系统统。O O1 1是是二二维维照照片片，它它被被L L2 2成成像像于于场场镜镜L L3 3处处。全全息息软软片片位位于于xyxy平平面面，前前面面放放置置一一狭狭缝缝S S，全全息息软软片片与与二二维维照照片片同同步步卷动，每一张二维照片在狭缝后形成窄条基元全息图卷动，每一张二维照片在狭缝后形成窄条基元全息图7SyL1O1L2CLL3RHEzx第6页/共22页360360 合成全息的再现光路合成全息的再现光路 n n360360 合合成成全全息息的的再再现现光光路路如如下下图图示示，将将显显影影处处理理后后的的全全息息软软片片弯弯成成圆圆筒筒状状，其其半半径径等等于于像像散散系系统统与与全全息息软软片片的的距距离离，白白光光点点光光源源位位于于圆圆筒筒轴轴上上，距距圆圆筒筒的距离与原参考光发散点距软片的距离相等的距离与原参考光发散点距软片的距离相等n n进进入入观观察察者者左左、右右眼眼的的两两个个像像来来自自带带有有水水平平视视差差的的不不同同的的窄窄条条单单元元，将将圆圆筒筒装装在在一一个个电电动动机机上上，使使全全息息图图发发生生旋旋转转，人人眼眼就就能能通通过过不不同同的的全全息息单单元元观观察察到到三三维维物物体体的的不不同同侧侧面面，如如果果拍拍摄摄的的是是活活动动图图像像，由由于于人人眼眼的的视视觉觉暂暂留留，人人眼眼观观察察到到的的将将是是三三维维活活动动图像图像 8右眼右眼左眼左眼第7页/共22页彩色全息术彩色全息术 n n单波长激光记录的全息图是单色的。彩色全息术的目的则是记录和再现彩色三维全息图像。n n彩色全息术涉及两个基本问题：三原色信息的获取和再现。n n三原色信息的获取有两种方法：一种是用含有三原色的复合激光作为光源照明彩色物体另一种方法是对彩色二维图片进行分色处理，以黑白的三原色图片作为全息记录的物n n在获得三原色信息后，用三色激光再现时，每一波长的激光将再现三幅不同大小和位置略有不同的全息图，三个波长的激光将再现九幅全息图，发生色串扰。n n解决色串扰是彩色全息的重要研究课题，激光再现彩色全息常用编码技术或多方向参考光解决色串扰，而白光彩色全息常采用彩虹全息或反射全息方法解决色串扰。9第8页/共22页彩色全息的激光器彩色全息的激光器 n n人眼的颜色感觉既包含生理过程，又包含心理过程n n通常人们用三原色的刺激值来描述颜色，每一种颜色都用三刺激值表示，每一种颜色都可用色度图的一点（x，y）来表示n n用三个光谱色按比例变化来混合成的彩色都在这三个光谱色围成的三角形内，这个三角形面积越大，配出的颜色越多n n氩 离 子 激 光 器 的 457.9nm和514.5nm以 及 氦 氖 激 光 器 的632.8nm一组，氪离子激光器的647.1nm和520.8nm以及氦镉激光器的441.6nm又是一组，这两种选择既能在色品图上获得较大的三角形面积，又仅使用两种激光器比较经济 10第9页/共22页彩色彩虹全息彩色彩虹全息记录二维彩色照片记录二维彩色照片n n彩彩虹虹全全息息实实现现彩彩色色全全息息在在一一张张全全息息记记录录材材料料上上记记录录三三张张彩彩虹虹全全息息图图，它它们们分分别别是是三三基基色色全全息息图图像像，三三基基色色中中的的每每一一基基色色对对应应的的狭狭缝缝在在空空间间重重合合，三三基基色色的的全全息息图像的复合就形成了彩色全息图像的复合就形成了彩色全息n n用用彩彩虹虹全全息息方方法法记记录录二二维维彩彩色色照照片片的的方方法法如如下下图图示示。母母全全息息图图H HMM的的记记录录光光路路如如左左图图，其其中中O O1 1、O O2 2、O O3 3分分别别是是二二维维彩彩色色照照片片的的三三原原色色分分色色反反转转片片，对对全全息息干干板板的的不不同同部部分分分分别别曝曝光光，得得到到三三个个狭狭窄窄子子全全息息图图H H1 1、H H2 2和和H H3 3，作为母全息图记录彩虹全息，光路如右图作为母全息图记录彩虹全息，光路如右图。11HMH1H2H3O1,O2,O3HRH1H2H3RO1O2O3HM第10页/共22页彩虹全息方法制作三维彩色全息彩虹全息方法制作三维彩色全息 n n二步法记录彩色彩虹全息的光路如下图，左图是记录二步法记录彩色彩虹全息的光路如下图，左图是记录物体的三基色激光母全息图物体的三基色激光母全息图H H1i1i的光路，参考光用平的光路，参考光用平行光。记录时分别用氦氖激光和氩离子激光的两条谱行光。记录时分别用氦氖激光和氩离子激光的两条谱线记录红、绿、蓝三基色的三张母全息图线记录红、绿、蓝三基色的三张母全息图n n右图是第二步记录光路，以共轭光再现母全息图，用右图是第二步记录光路，以共轭光再现母全息图，用三种激光顺序将三个再现像记录在同一张全息干板三种激光顺序将三个再现像记录在同一张全息干板H H上。当用一发散白光按共轭方向照明上。当用一发散白光按共轭方向照明H H时，在适当的时，在适当的位置可观察到物体的彩色像。位置可观察到物体的彩色像。12He-NeAr+R1yH1OHe-NeAr+yH1HO第11页/共22页全息图的复制全息图的复制 n n全息图的制作需要激光器以及许多特殊的设备，每一张全息图都从头至尾用激光器制作是不经济的，全息图的廉价复制也是全息显示技术的重要方面n n全息图的光学复制n n全息图像被H的透过光再现，入射激光直接入射至H的光作为参考光，HM的再现像与参考光干涉形成反射全息 13OHM扩扩束束激激光光H图9.20反射全息的复制光路第12页/共22页全息图的模压复制全息图的模压复制 n n模模压压全全息息类类似似于于凹凹凸凸印印刷刷技技术术，复复制制成成本本相相当当低低廉廉。模模压压全全息息的的基基本本过过程程分分三三个个阶阶段段:彩彩虹虹全全息息光光致致抗抗蚀蚀剂剂母母板板制制作作、电电铸铸金金属属母母板板、模模压复制压复制n n制制作作模模压压全全息息的的第第一一个个过过程程是是制制作作表表面面浮浮雕雕型型全全息息图图。模模压压全全息息是是在在白白光光再再现现下下观观察察的的全全息息图图，母母板板是是彩彩虹虹全全息息，记记录录材材料料通通常常是是光光致致抗抗蚀蚀剂剂。在在模模压压全全息息制制板板中中绝绝大大部部分分采采用用二二步步法法多色彩虹全息。多色彩虹全息。n n多多色色彩彩虹虹全全息息的的制制作作方方法法与与二二维维彩彩色色彩彩虹虹全全息息的的制制作作方方法法相相似似，只只是是二二维维图图片片不不是是采采用用彩彩色色分分色色片片，而而是是设设计计好好的的二二维维黑黑白白透透明明片片。多多色色彩彩虹虹的的物物体体也也可可以以是是三三维维物物体体，或或同同时时存存在在三三维维物物体体和和二二维维图图片片，制制作作方方法法大大同同小小异异，母母全全息息图图的的狭狭缝缝数数量量可可以以超超过过三三个个，多多色色全全息息图图的的色彩和层次也可以有多个。色彩和层次也可以有多个。14第13页/共22页电铸电铸模板的制造模板的制造 n n 电电铸铸的的目目的的是是把把光光刻刻胶胶表表面面上上的的浮浮雕雕形形条条纹纹转移到金属板上，它也分三个过程转移到金属板上，它也分三个过程第第一一个个过过程程是是对对光光刻刻胶胶表表面面金金属属化化:通通常常采采用用化化学学沉沉积积方方法法。化化学学沉沉积积的的过过程程是是：先先对对光光刻刻胶胶板板表表面面进进行行清清洁洁敏敏化化处处理理，使使光光刻刻胶胶表表面面离离子子化化，形形成成均均匀匀分分布布的的离离子子颗颗粒粒（即即反反应应中中心心），再再使使用用硝硝酸酸银银溶溶液液在在光光刻刻胶胶表表面面发发生生银银镜镜反反应应，在在光光刻刻胶胶表表面面形形成成一一薄薄层层银银导导电电层层，完完成成金金属属沉积过程沉积过程第第二二个个过过程程是是电电铸铸:用用化化学学电电镀镀的的方方法法使使金金属属层层加加厚厚。经经十十小小时时左左右右的的时时间间电电铸铸后后，金金属属沉沉积积厚厚度度约约0.10.1mmmm。在在金金属属层层与与光光致致抗抗蚀蚀剂剂剥剥离离后后，金金属属表表面面上上就就具具有有了了浮浮雕雕型型条条纹纹，得得到到“头头板板”第第三三个个过过程程是是翻翻铸铸工工作作板板:先先将将头头板板在在钝钝化化液液中中作作钝钝化化处处理理，使使表表面面生生成成一一层层金金属属氧氧化化物物，然然后后在在头头板板上上用用电电镀镀的的方方法法沉沉积积镍镍，制制成成第第二二道道板板。再再几几次次经经同同样样的的过过程程，即即得得到到直直接接用用于于模模压的工作镍板。压的工作镍板。15 第14页/共22页使用时，直接删除使用时，直接删除本页！本页！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！第15页/共22页使用时，直接删除使用时，直接删除本页！本页！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！第16页/共22页使用时，直接删除使用时，直接删除本页！本页！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！精品课件，你值得精品课件，你值得拥有拥有！第17页/共22页模压复制模压复制n n模压复制是将金属板上的条纹压印到热塑性薄膜材料上，形成模压全息图n n这一阶段是在特制的模压机上完成的。将工作镍板包在模压机加热滚筒上，通过滚压的方式将金属板上的条纹压在薄膜上。模压全息的复制效率比较高，每分钟压制1520米左右，宽度随机器的不同而不同，一般从十六厘米到一点二米n n需要指出的是，模压全息图虽然以反射方式观察，但它属于透射全息。因它是表面浮雕型条纹，靠铝的反射产生观察效果n n反射全息是依靠体积条纹反射衍射再现光，衍射光通常是单色光，并且此类条纹不能采取模压的方式复制19第18页/共22页