§7(4)真彩色全息
彩虹全息
5.8.2 一步彩虹全息
从二步彩虹的记录和再现过程可知，彩虹全息图的本 彩虹全息图的本 质是要在观察者与物体再现像之间形成一个狭缝像， 质是要在观察者与物体再现像之间形成一个狭缝像， 使观察者通过狭缝看到物体，以实现白光再现。 使观察者通过狭缝看到物体，以实现白光再现 一步彩虹全息记录过程 根据这一原理，我们可以用一个透镜使物体和狭缝分 别成像，使全息干板位于两个像之间的适当位置即可。 如下图所示：狭缝位于透镜的焦点以内，若物体在焦 点以外，则物体的像在透镜的另一侧，，这时的光路 结构，本质上与二步彩虹全息中第二次记录时相同。
一步彩虹全息的再现 再现时用参考光的共轭光照明，形成狭缝的实 像和物体的虚象，眼睛位于狭缝像处可以观察 到再现的物体虚象。再现光路如下图：
在一步彩虹全息中，也可以把物体和狭 缝放在透镜焦点以外，使它们在透镜另 一侧成像，记录时仍将全息干板置于物 体像和狭缝像之间，如下图：
一步彩虹全息的优缺点 优点 噪声小，制作步骤简单 缺点 观察范围受成像透镜相对口径限制，制 作大体积物体需成本高昂的高质量大口径透 镜
第二步是用参考光的共轭光照明H1，产生物体的赝实 像。在H1的后面置一水平狭缝。实像与狭缝之间放置 全息干板H，用会聚的参考光R记录第二张全息图H， 这张全息图就叫彩虹全息图。过程如下图：
彩虹全息的再现 如果用共轭参考光R*照射彩虹全息图H，则产生第二次赝像，由 于H记录的是原物的赝实像，所以再现的第二次赝像对原物来说 是一个正常的像，与原物的再现像一起出现的是狭缝的再现像。 它起一个光阑的作用。其再现光路图如下：
5.8 彩虹全息
彩虹全息和像全息一样，也可以用白光 照明再现。不同的是，像全息的记录要 求成像光束的像面与记录干板的距离非 常小，而彩虹全息没有这种限制。
三色光栅制作真彩色全息图
ed colour image of the hologram made with this method is clearer and more colourful than previous methods.
Key words :true colour hologram ;tri - colour grating ;encoded film
1 引言
常见的用单色激光记录二维真彩色全息图的方法是把 一幅彩色图片的三基色图像记录在三张黑白胶片上 ,然后用 单色激光在同一全息干板上制作这三基色像的不同物参光 夹角的三幅彩虹全息图来合成一张真彩色全息图〔3 ,5〕。在实 际制作中 ,三张分色片制作质量很重要 。每张分色片图像要 清晰 ,透射率要适当 ,对光散射要小 ,一般要反复多次才能制 出一组较好的分色片 。另外 ,在制作彩色全息图的三次全息 曝光记录过程中 ,要求三张分色片的像先后地应在同一位置 重合 ,才能保证合成彩色像不发生颜色分离 。因此必须要有 精密定位装置 ,定位误差每一方向应小于 0. 03mm。由于是 暗室操作 ,装置整体结构比较复杂 ,操作中稍有不当就使全 息再现彩色像中各分色像有微小不重合 ,使观察者感到是由 几种彩色像组合的像而不是一个独立的真实彩色像 。
收稿日期 :2003 - 09 - 16 作者简介 :王丁 , (1945 - ) ,男 ,教授 ,重庆人 ,曾获四川省科技进步 三等奖 。
饱和度也明显优于以前的方法 。
2 工作原理
由文献〔1〕和〔2〕知道 ,三色光栅的强度透射率为
t ( x , y)
=
k
〔1 2
+
1 2
sgn (cosρ0
x)
〕R
49
E=
FTs{ t′} =
彩虹全息和傅里叶变换全息
实验二一步彩虹全息实验一、实验目的1.掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法2.制作一张一步彩虹全息图，在白光下观察其重现的像。
二、实验原理彩虹全息是像全息与狭缝技术相结合的产物，可以在白光照明下重现物体的像。
彩虹全息在被摄物和全息干板之间置一狭缝，再现物像时，也再现了狭缝像。
如果用白光照明，眼睛在狭缝像位置观察，可见特定波长光的再现像，而当实现沿垂直于狭缝像方向移动时，再现像也随之按彩虹色序发生变化。
彩虹全息图有各种不同的记录光路，如图1、2。
图1 一步彩虹全息实验图（一个全反镜，不加狭缝，可记录像全息图）三、实验步骤下面是以图2为实验光路图的实验步骤，图1光路图类似。
1、打开激光器，先摆放分束镜、2个全反镜、干板和载物台，使物光和参考光的光程相等（误差不超过2cm）。
注意：物体到干板的距离为45cm（假设成像透镜L的焦距为110mm，物体放在透镜前2倍焦距处，在透镜后2倍焦距处成等大倒立的实像，干板放在实像后1cm处）；物光与参考光的夹角θ在30°~60°；参考光光点位于干板中心；参考光与物光的光强比在4:1-8:1之间。
2、将2个准直镜（透镜焦距为190mm和300mm）分别放入物光和参考光光路中，调节透镜位置和高低，使两路光的光斑中心位于干板中央。
3、将2个扩束镜分别放入物光和参考光光路中的透镜前焦点上，使从透镜射出的光为平行光。
4、将物体放置在载物台上，用白屏或白纸观察物体的影子，物体影子应位于平行光斑的中央。
注意：物体躺倒放置；5、将焦距为110mm的透镜放在距物体22cm的地方，将在干板前1cm处可以观察到清晰的物体的像；调节物体的方向，观察物体的像，找反射最强的方向。
6、将狭缝（水平放置）放在物体与透镜之间，且与透镜的距离大于11cm，在干板架后面用毛玻璃寻找狭缝的像，通过狭缝的像观察物体的实像是否完整，若狭缝的像左右不全，可适当加大狭缝宽度或更换更小的物体。
7、曝光、显影、清水、定影、清水。
全息技术第九辑彩色全息PPT28页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
全息技术第九辑彩色全息
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢！
真彩色动态全息图制作的新方法
真彩色动态全息图制作的新方法
甘亮勤;杨上供;杜旭日;曾胜财
【期刊名称】《激光与红外》
【年(卷),期】2010(040)003
【摘要】提出了一种用计算机制作真彩色动态全息图的新方法.获取物体动作的颜色和三维坐标信息,用计算机模拟物光波;基于计算全息的原理和全息图的物像关系,设计分色全息图和体视对的计算参数,算出含体视对的分色菲涅耳全息图;将三分色菲涅耳全息图光学再现,使所有体视对再现像能在某一位置重合;光学方法记录各动作的重合像,制得彩虹全息图.白光下,通过移动双眼位置,能见真彩色动态效果.此方法避免了繁杂的光路,得到了高质量的分色全息图,并解决了再现像难于重合的问题.【总页数】4页(P339-342)
【作者】甘亮勤;杨上供;杜旭日;曾胜财
【作者单位】厦门理工学院数理系,福建,厦门,361024;厦门理工学院数理系,福建,厦门,361024;厦门理工学院数理系,福建,厦门,361024;赣南师范学院设备管理处,江西,赣州,341000
【正文语种】中文
【中图分类】O438
【相关文献】
1.单波长单光束真彩色彩虹全息图制作技术 [J], 金伟民
2.反射型真彩色全息图的两步拍摄新方法 [J], 吕晓旭;钟丽云;佘灿麟;张永安;熊秉
衡
3.利用液晶显示屏(LCD)制作真彩色彩虹全息图 [J], 金伟民;李勇
4.三色光栅制作真彩色全息图 [J], 王丁;曾毅
5.一种基于数字合成的DCG真彩色反射全息图的制作方法 [J], 刘惠萍;王金城;于佳;韩文娟
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基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法
基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法全息技术是一种记录并再现物体的光学方法，通过利用干涉现象记录物体的相位和幅度信息，能够实现真实的三维影像。
而彩色全息技术则可以更加逼真地还原物体的颜色信息。
基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法结合了傅里叶变换和全息技术，能够有效地记录并再现物体的彩色信息。
以下是基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法的步骤：1.收集物体信息：首先，需要收集物体的三维形状和颜色信息。
可以使用多种方法，如激光扫描和摄像机拍摄等，获得物体表面的三维点云和颜色图像。
2.数据预处理：对收集到的点云和颜色图像进行处理，包括点云的滤波和重建，以及颜色图像的校准和去噪。
目的是消除噪声和误差，提高数据的精度和准确性。
3.数据转换：将点云和颜色图像转换到频域，使用傅里叶变换将它们转化为频率域中的复数振幅和相位信息。
这一步骤可以使用快速傅里叶变换（FFT）或其他相关的变换算法来实现。
4.彩色全息生成：根据傅里叶变换后的频率域信息，在全息材料（例如银盐全息材料或光致聚合物）上产生三维的全息图。
方法包括将复数振幅和相位信息分别显示为幅度和相位调制的图像，并将它们叠加在一起，形成彩色全息图。
5.彩色全息再现：使用适当的光源，将彩色全息图照射在全息材料上，产生全息波前。
当光波通过全息图时，会产生干涉现象，从而实现彩色的三维影像再现。
需要注意的是，基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法需要考虑多个因素，如物体的颜色分布、光源的特性、全息材料的特性等。
此外，制作过程中需要精确控制各个步骤的参数，以保证最终的彩色全息效果的质量和准确性。
在实际应用中，基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法能够广泛应用于科学研究、艺术创作和娱乐产业等领域。
它可以提供更加真实和逼真的三维影像，为我们带来更加丰富和沉浸式的视觉体验。
同时，随着技术的发展，我们可以预见基于傅里叶合成全息的彩色全息制作方法在未来会有更加广泛的应用前景。
第七章 光全息术2-像全息图、彩虹全息图1
UH ℱFOℱFROO fx , f y R fx , f y
O ( xo , yo ) exp [ - j2 ( fx xo f y yo ) ] d xo d yo Ro exp [ j 2 fx b] fx = xf / ( λf )、fy = yf / ( λf )，xf﹑yf为透镜后焦面的空间坐 标，f为透镜焦距
第二步
制作彩虹全息图 H2 以 H1 的共轭实像为“物”， 通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2
H2
S
R1*
记录
O’
R2
H1
再现
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
用单色光再现（共轭光）
R2* (单色光）
H2
S’
再现
在观察再现像时，仿佛也是通过狭缝去看。
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
全息激光幻彩第一币（藏品赏析）
• “幻”是奇异的变化，“彩”是各种颜色的交织。 这两个字组织到一起，幻中有色，色中有变，变中 有新，新中有奇，奇中有绝。这种幻彩表现在金银 币上，自然灵光四动，流光溢彩，别有一番奇妙风 采。2004年9月推出的《全国人大成立50周年》纪 念金银币，是我国贵金属纪念银币生产首次采用全 息激光工艺技术，此套纪念金银币就有这种特殊的 幻彩效果。
§5-4 平面全息图
2、傅里叶变换全息图
再 现 光 路
第三项U：f 3 ℱ 1 R0OF fx , f y exp j2 fxb
RoOF fx , f y exp- j 2 fxbexp j2 fx x 'o f y y 'o dfxdf y
7.3各种全息图及其应用
1)、透射型体积全息图
记录：
O
O’
再现：
R
观察
C=R
有何特点 ？？？
透射型体积全息图特点：
记录 物光和参考光在全息干板同侧 再现 照明光与观察者在全息图两侧
干涉条纹趋向： 垂直于全息图表面 敏感点 对角度特别敏感
可实现多重像的存储： 记录时对不同目标物采用不同角度入射的参考光，白 光再现时改变照明光的入射角度，得到多重像的再现。
1） 全息干涉计量
✓全息干涉计量是全息应用的一个重要领域； ✓物体信息包含在物光波前中，由于全息术可以记录并再现
出物光波前，这使得我们有可能用一个标准波前与一个变形 物体产生的波前相比较，从而实现干涉测量。
✓全息干涉可以测量透明或不透明的物体，甚至三维的漫反
射表面，还可以由表面的变化检测物体内部的缺陷，实现材 料无损检验。
体全息存储
数据写入
数据读取
彩色全息
记录和再现彩色三维物体全息像的全息图！
✓三原色扩束激光和从物体反射 的三原色光在同一张全息干板上 记录下三张全息图，分别由红、 绿、蓝三个波长干涉而成。
✓彩色全息图用白光再现时，可 再现出三种颜色的全息像，在反 射光方向观察者可观察到真彩色 的全息像。
含有三原色的 扩束激光
➢相位全息图(Phase Hologram)
定义：衍射效应起因于位相调制， 而不是振幅调制
透过率函数表达式：
t A0 exp[ j ( x, y)]
振幅 是一个常数
位相 是空间分布函数
全息图的位相变化正比于曝光光强：
(x, y) ∝ I ( x , y )
分析物光波和参考光波都是平面波的形式，干涉后产生 基元光栅的情况为例，考察相位全息图的性质。 干涉光强度分布为： I( x) r02 o02 2r0o0 cos(2 fx) 全息图的位相变化正比于曝光强度：
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H1 R1*
光刻胶版
H1b H1g H1r
Or’、Og’、Ob’、 Om’
在 H2 上重叠 像的空间位置如何？
H2上记录了三套 彩虹全息图
H2r H2g H2b 花 树 背景 40
制作彩虹母版光路系统（λ＝457.9nm 紫色)
再
现
SL
像
L
H2
翻 H1 面
RR1 *1
Oi
BS SL
R2
SL
全息防震平台
蓝分色灰片 Ob
绿分色灰片 Og
20
第二步：记录菲涅耳全息图
D
H1b H1g H1r
R1
H1
OOObgr
S — 多狭缝板
记录
H1
21
第三步：记录彩虹全息图
记录
R2 H2
Or’、Og’、Ob’
实像在 H2 附近重叠 颜色？？？
H1 R1*
H1b
H1g H1r
问题 ？？？
H2上记录了三套
三套全息图
彩虹全息图
R2*(白光)
R2*(白光)
R2*(白光)
再现
H2r
H2g
0级
0级
H2b
0级
34
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
复习 2.全息图的模压复制 再现
R2*(白光)
H2
35
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
借鉴 2.全息图的模压复制 再现
R2*(白光)
红花 绿树 蓝背景
H2
有深度？
17
第九章 第4节 彩色全息术
9.4.3 彩色彩虹全息
记录步骤 第一步：制作分色灰度片 第二步：记录菲涅耳全息图 第三步：记录彩虹全息图
18
彩色彩虹全息
第一步：制作分色灰度片
记录
利用普通照相法对彩色图像分色，制作三张黑白胶片
分
色
灰 度 片
OOgbr Og Or
成 像
透
滤 色 片
镜
19
彩色照片
红分色灰片 Or
压
合
切
模复
模
压合
切
机机
机
29
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
全息图的模压复制
分析与思考
要求：
输
白光再现
出
出现 绿树 红花
图 像
有深度 蓝背景
请运用学过的知识，给出答案
提示：利用 多狭缝彩虹全息术
30
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
可否在同一干板上制作 3张 彩虹全息图？
36
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
一、彩虹全息母版的制作
第一步 制作黑白分区片
步
骤
第二步
记录菲涅耳全息图
第三步 记录彩虹全息图
37
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
第一步：制作黑白分区片
图例（2D/3D） —— 黑白掩模版
Ob
同层同色区图形 制作一块负片 （带对准标记）
9
第九章 第4节 彩色全息术
问题
若用 R、G、B 三种波长记录三套普通全息图并再现
时，将再现出十二项，相互干扰，造成
色色色色色色串串串串串串扰扰扰扰扰扰
请思考
用哪一种类型的全息技术
有望消除 色串扰？
白光再现全息图
反射全息或彩虹全息
10
第九章 第4节 真彩色全息术
4.2 反射体积彩色全息
记录
BS
M SL
主要设备：电铸槽
玻
璃
负极
正极
基 底
酸
性
光刻胶版
金属镍
铸 液
光
刻 胶 版
银 膜
镍 母 版
44
电铸设备
45
返回P4
第 三 章 全息应用 第 2 节 模压全息技术
三、模压 利用热压工艺，将浮雕转移到镀铝聚脂薄膜上
主要设备：模压机
镀铝聚脂膜
热压辊
镍工作版 返回P4
46
第 9.5.1 节 模压全息技术
四、复合与模切
全彩色全息图
观察角度改变了 还能有真彩色再现吗
？？？
25
全彩色全息图
26
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
1. 全息图的光学复制—— 干涉方法
用激光照明优质的母全息图HM，以再现的像光束作为物光，直射 光作为参考光，用全息干板H记录全息图。反射全息和透射全息都可 以用这一方法进行复制。
41
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
制作光刻胶母版现场
42
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
再现
R2*(白光)
H2
43
第 三 章 全息应用
二、复制金属版
第 2 节 模压全息技术
利用电铸工艺，将光刻胶版上的全息图复制（转移）
到金属镍版上。
3
概念 回放
白光再现全息术
仅当 λ=λ0 时，满足布喇格条件
白光 单 色
R2* (白光)
H
像
H2
红黄绿蓝紫
彩 虹 像
彩虹全息属于 假彩色全息
狭缝像
4
第九章 第4节 彩色全息术
第9.4节 (真)彩色全息术
目的：记录和再现彩色的三维全息像 问题：三原色的获取和三原色信息的再现
1、一般原理:激光器和记录材料 2、白光反射真彩色全息术 3、彩色彩虹全息（假彩色编码技术用于真彩色全息）
5
第九章 第4节 彩色全息术
1、一般原理
任何颜色都由三原色按比例合成 三原色：红 绿 蓝 （ R G B ） 人眼辨别颜色靠视网膜上三种感色的锥体细胞，
分别对 红 绿 蓝 三种颜色敏感
全息图只能用高度单色性的激光制作，单一全息图本质上是 单色的。
要实现彩色显示，必定需要某种合成技术。
可选的方案：
三原色波长的国际标准（由国际照明委员会规定）： 1964年CIE—RGB系统的标准：
红 645.2 nm
He-Ne Laser 632.8 nm
绿 526.3 nm
Ar+ Laser 514.5 nm
蓝 444.4 nm
Ar+ Laser 488.0nm
色品图 Chromaticity Diagram
花的 彩虹全息图 树的 彩虹全息图 背景的 彩虹全息图
使它们的空间频率有差别 白光照明时
在同一方向上 出现不同波长的衍射光
31
第九章 图像的全息显示 第5节 全息图的复制
复习 2.全息图的模压复制
——多狭缝彩虹全息术
第二步：记录菲涅耳全息图
D
H1
R1
Or Og Ob
H1b H1g H1r
S — 狭缝板
H
图9.20反射全息的复制光路
27
第九章 第5节 全息图的复制
2.全息图的模压复制
起始于20世纪70年代，80年代初期在美国、日本、英国等
国发展迅速。国内的模压全息技术开始于1985年， 1987年从 国外引入第一条生产线，此后迅猛发展。我国的模压全息生 产厂家数量居世界首位，产品数量和品种也居世界之首。
Og
Or
Om
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
遮挡版
38
第九章 图像2的.全全息息显图示的第模5节压复全制息图的复制
第二步：记录菲涅耳全息图
D
H1
O
0 = 441.6nm
or = 457.9nm
R1
Or Ob Og
Om
H1b H1g H1r
S
卤
狭
化
缝
银
板
干
板
Om Og
Or
39
2.全息图的模压复制
第三步：记录彩虹全息图
R2 H2
H H上记录了几套全息图（干涉条纹）？
三套：需要几H种r、波H长g的、光Hb源 ？ 干板上记录的红条纹绿本身蓝有无颜色？
无颜需色要，哪是几黑种白激相光间器的？条纹
条纹密度： f r < f g < f b
He Ar+
Ne
Laser 11
9.4 真彩色全息
用 白光 再现
根据布喇格条件
2、白光反射体积彩色全息
试。
1
• 王老最近照片
2
白光再现全息术
激光记录，白光再现
概念 回放
反射全息
White Light Reflective Holography
像面全息
Image Plane Holography
彩虹全息
Rainbow Holography
真彩色全息术 Full Color Holography
模压全息的特点：
可以机械化、大批量生产，成本降低，价格低廉，使全息技
术走出实验室，进入商品市场。由于发展前景广阔，生产方式类
似于印刷，产品又大多薄如纸张，因而被称为
“21世纪的印刷术”
28
第九章 第5节 全息图的复制
制作 彩虹全息
母版
用光刻什么 材胶料？
版
工艺流程
复制
金属版
电 铸 镍 版
模
复
模
复合 在镀铝聚脂膜上刷不干胶 要求均匀性好
——复合机
模切 分离有用区域和无用区域
——模切机
请看样品
47
第九章 第5节 全息图的复制