全息光學：設計制造和應用

　　內容提要 本書是一部系統(tǒng)、完整地介紹全息光學元件的成像理論、制造方法和廣泛應用的專著。全書由緒論和十二章內容構成，分四個部分。第一部分敘述了全息光學元件成像的基本原理，近軸成像理論，光線追跡的概念和必要的坐標變換。第二部分介紹了全息光學系統(tǒng)的具體設計方法，成像理論及其補償方法，計算全息光學元件的編碼技術和制造方法，非球面計算全息光學元件和折衍混合光學系統(tǒng)。第三部分是全息記錄材料和記錄技術。第四部分重點介紹了全息光學元件的代表性應用。最后，簡要地介紹了目前國內外設計全息光學元件的主要光學設計軟件，為全息光學工作者未來的研究提供有益的參考。 本書對從事光學、光電子學、光通訊、光計算、全息光學研究和全息光學元件及系統(tǒng)制造的科技工作者有很好的參考價值。目錄 緒論1 參考文獻9 第1章全息光學的基本原理15 11衍射光學15 111光的相干15 112光的衍射17 113波帶片和衍射透鏡18 12光學全息的基本原理21 121基本概念21 122數(shù)學分析23 13全息圖的分類25 131振幅全息圖和相位全息圖26 132薄全息圖和厚全息圖28 133共軸全息圖和離軸全息圖30 134透射全息圖和反射全息圖32 135近場全息圖和遠場全息圖33 136傅里葉變換全息圖和針孔全息圖35 14全息光學元件的彎曲36 參考文獻38 第2章全息光學元件的近軸成像理論39 21點源全息圖和全息光學元件39 22全息光學元件的成像40 23全息光學元件的放大率43 231x方向上的橫向放大率mｘ43 232y方向上的橫向放大率ｍｙ44 233z方向上的縱向放大率ｍz44 234橫向放大率與縱向放大率之間的關系44 235角放大率45 24全息光學元件的基點45 241焦點和焦平面46 242主點和主平面48 243節(jié)點和節(jié)平面48 244全息光學系統(tǒng)理想成像作圖法50 25全息光學元件的成像性質51 26薄光柵分解55 27全息光學元件的傳遞函數(shù)58 28全息光學元件的衍射效率59 281定義59 282透射全息光學元件的衍射效率61 283反射吸收全息光學元件的衍射效率63 29全息光學元件的消色差64 291橫向色差的補償65 292縱向色差的補償67 210低像差和高衍射效率70 211全息光學反射鏡72 參考文獻74 第3章全息光學設計的基礎理論77 31welford的矢量分析理論78 32全息光學設計中的坐標變換81 33全息光學設計中的光線追跡82 331全息光線追跡的一般形式83 332全息傅里葉變換透鏡的光線追跡85 333全息顯微系統(tǒng)的光線追跡89 34k矢量閉合分析法91 35全息光學元件的遞歸設計法94 351遞歸設計的基本概念94 352遞歸設計的基本分析96 36等效透鏡設計方法98 361基本概念99 362lukosz設計方法102 363fred設計方法107 364sweatt設計方法108 365chen設計方法115 37均方差優(yōu)化方法120 371最小均方差的概念121 372最佳光柵函數(shù)121 373光柵函數(shù)的近似解122 374設計舉例123 參考文獻124 第4章全息光學系統(tǒng)的設計127 41全息光束成形透鏡的設計127 411以靜態(tài)相位近似表達式為基礎的設計方法129 412以迭代傅里葉變換算法為基礎的設計方法130 42激光掃描儀中全息光學系統(tǒng)的設計132 43全息fθ透鏡的設計136 44厚全息光學元件的設計139 45準直全息光學元件的設計141 46紅外全息光學元件的設計143 47非球面全息光學元件的設計145 48多端面全息光學元件的設計150 49層疊式全息光學元件的設計154 410無像差全息光學元件的設計155 411其他類型全息光學元件的設計157 4111全息柱面透鏡158 4112多焦全息光學透鏡158 參考文獻158 第5章全息光學元件的像差161 51像差概述163 52全息光學元件的初級像差166 53全息光學元件的高級像差170 54曲面基板全息光學元件的像差系數(shù)174 55波長位移像差178 56消色差全息光學系統(tǒng)的二級色差180 57像差補償與平衡184 58無球差記錄和衍射效率之間的關系188 參考文獻189 第6章計算全息光學元件191 61計算全息光學元件編碼技術195 611概述195 612計算全息光學元件的基本性能197 613編碼方法分析198 614迭代編碼方法203 62計算全息光學元件的制造加工206 63非球面計算全息光學元件212 64子波變換和計算全息術217 641光學子波變換217 642基本的子波函數(shù)218 643應用于全息分析中的子波變換219 644計算全息元件的光學子波變換220 645cgh和jtc子波變換221 65二元光學223 651二元光學混合目鏡225 652二元光學混合微光物鏡227 653二元光學混合攝影物鏡228 參考文獻230 第7章全息光學元件的記錄材料233 71理想的全息記錄介質233 72全息記錄材料的分類236 73鹵化銀乳膠239 731材料的非線性242 732噪聲光柵245 733調制的非線性246 734波長和角度選擇性248 735調制傳遞函數(shù)249 74重鉻酸鹽明膠（dcg）252 741概述252 742dcg全息元件的形成機理255 743動態(tài)吸收257 744曝光特性258 745環(huán)境穩(wěn)定性260 746紅光敏感性260 75光致抗蝕劑乳膠262 751光致抗蝕劑全息底版的非線性263 752光致抗蝕劑的靈敏度263 753光致抗蝕劑底版的處理工藝264 754改善光致抗蝕劑記錄方法的一些建議265 76記錄紅外全息透鏡的塑料材料266 77有機全息記錄材料268 參考文獻271 第8章全息光學元件的記錄技術274 81記錄全息光學元件的基本步驟274 82記錄全息光學元件的主要設備277 821光學平臺277 822記錄光源278 823記錄光學系統(tǒng)280 83鹵化銀全息光學元件的處理工藝285 831agfagevaert 乳膠和kodak乳膠286 832鹵化銀底版的漂白289 833提高衍射效率的一些嘗試291 84重鉻酸鹽明膠全息光學元件的處理工藝296 841dcg底版的制作297 842使用硬化dcg全息底版的處理程序302 843提高亞甲蘭敏化重鉻酸鹽明膠靈敏度的方法304 85全息光學元件記錄過程中的細節(jié)問題305 851折射率匹配箱306 852雜散光的遮攔306 853光學基版306 854記錄光束比307 855調制度控制308 856乳膠的厚度308 857高斯激光光束308 858偏振的考慮311 859產生均勻激光束的吸收透鏡311 8510利用環(huán)境濕度控制再現(xiàn)成像波長313 參考文獻３１４ 第9章全息平視顯示器317 91普通的平視顯示器（hud）317 92連續(xù)透鏡的概念320 93平面全息平視顯示器324 94曲面全息平視顯示器329 95低畸變全息平視顯示器337 ９５１非球面全息組合玻璃記錄圖形的分析338 ９５２非球面全息組合玻璃339 ９５３平視顯示器光學系統(tǒng)的設計341 ９５４系統(tǒng)的性能345 ９５５記錄光束的實現(xiàn)346 96低空紅外導航/瞄準全息平視顯示器347 97全息頭盔顯示/瞄準器348 參考文獻3５３ 第10章全息掃描裝置354 101全息激光掃描器的基本概念356 102二維全息掃描器359 103全息條形碼掃描器364 104全息cd光學掃描頭368 105激光打印全息掃描器371 參考文獻375 第11章全息光學元件的其他應用377 111全息光束成形鏡377 112全息室內無繩紅外通訊接收系統(tǒng)380 113校正玻璃透鏡像差382 114信用卡全息掃描儀383 115全息機械加工儀384 116多重成像全息光學元件385 117全息四分之一波帶片386 118全息光學測量系統(tǒng)388 119變空間全息光學元件392 1110全息資料閱讀儀393 1111全息地圖儀395 1112全息激光保護眼鏡396 1113無透鏡半導體激光器msfhoe校正器399 1114小型全息數(shù)據(jù)處理器400 1115全息光學互連器401 1116全息照相機404 1117醫(yī)用全息內窺診斷顯示器405 1118全息自動防偽檢查儀406 1119全息望遠鏡408 1120全息導彈制導系統(tǒng)410 1121全息徑向剪切干涉儀411 1122全息干涉顯微術413 1123全息光纖耦合器416 1124空間光調制器缺陷消除418 1125全息波分復技術420 1126全息多普勒速率計421 1127全息匹配濾波光學處理器423 1128全息多層視窗424 1129全息面形測量儀425 1130全息電影427 1131全息體視投影儀429 1132全息法布里珀羅標準具430 1133晶體生長速率全息監(jiān)視儀431 1134紫外全息聚光鏡432 1135超級并行全息光學相關器434 參考文獻435 第12章全息光學設計軟件441 121全息光學元件成像的矢量分析442 122偏心傾斜元件的光線追跡444 123光學設計軟件codev445 124光學設計軟件gold452 125其他光學設計軟件454 參考文獻455

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