§7(4)真彩色全息资料
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。
彩色全息记录材料介绍 (一)
书山有路勤为径；学海无涯苦作舟彩色全息记录材料介绍(一)全息记录材料可分为无机和有机两大类。
大致有卤化银乳胶、重铬酸盐明胶、感光性高分子、光导热塑性塑料、光致各向异性材料、光致折变材料等，其中应用最广泛的是卤化银乳胶和重铬酸盐明胶感光材料。
根据记录材料吸收光后材料性能变化的类型大致又可分为透射型、折射型、浮雕型和混合型四种。
在全息印刷中主要使用的则为透射型的卤化银、折射型的重铬酸明胶和浮雕型的光致抗蚀剂，属折射和浮雕混合型的以漂白处理方式使用的卤化银材料等。
记录材料的选择应从两个方面考虑。
一是记录波长，有单波长记录和多波长记录两种情况。
另一是全息图的类型，有透射全息图和反射全息图的区别。
前者要考虑记录材料的灵敏波长，后者考虑记录材料的厚薄。
单波长记录的透射式全息图，多用红敏的记录材料，如国产的天津全息I型和II型，Agfa8E75，Ilford SP696T，SP673和俄罗斯的PRG03等银盐干版，和光导热塑片等；蓝敏的用天津全息III型，8E56银盐于版和光致抗蚀剂等。
单波长记录反射全息图多用DCG版(蓝敏)，光致聚合物(红敏或蓝敏)和8E56HD、8E75HD银盐干版等。
多波长记录透射全息图常用value=“649”unitname=“F”>649F,8E56银盐干版。
反射全息图常用8E56HD和8E75HD记录夹层全息和俄罗斯PRG03全色银盐干版；双色DCG 版；新兴起的光致聚合物有杜邦公司HRF系列和Ommi Dex全息胶片系列。
为了方便详细介绍全息常用记录材料的特点，下面先简要介绍反映记录材料性能的几个主要特性参数。
全息记录材料的特性参数专注下一代成长，为了孩子。
彩虹全息图
全息技术研究天
全息元件
多功能化
智能武器
智能机器人
全 息
全息检测
无损检测 （用于工程领域）
全息显示
立体图画
全息动画
全息电影
模拟军事演习
全息存储
1
第九章
第1节
引言
全息显示
假彩色显示 真彩色显示
合成全息显示
全息图像显示方法
激光记录，激光再现 激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
3
概念 回放
白光再现反射全息
—— 丹尼苏克 全息图
Denisyuk hologram
记 录 光 路 H
Laser
仅当
再现像 特点 λ=λ0 时 满足 布喇格条件
白光
H
4
单 色 像
白光再现反射全息
属性
反射型 体积全息图
记录条件
激光记录
选择反射率较高的物体
干板胶面朝向物体
物体尽量靠近干板
再现照明条件
白光照明再现
再现像特点
单色再现像，波长与记录波长相同
用 途
白光反射全息技术是实现 彩色全息 的重要基础
5
像面全息
方法一 —
概念 回放
透射型
R O’
透镜成像法（一步法）—
L
记录
O
H C=白光 O’
再现
原光路再现
H
6
概念 回放
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
记录
第1步 记录菲涅耳全息图 用平行参考光
移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再
会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。
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
真彩色体视全息图
真彩色体视全息图
王丁;袁霞;黄继阳
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2006(35)2
【摘要】用三色光栅照相机拍摄景物的两张视差照片,然后用单色激光器经二次曝光全息记录制成一张真彩色体视全息图,在普通白炽灯照明下可再现真彩色体视全息像.该方法制作过程更简单,减少了散斑噪音,消除了彩色全息像的色差,得到的全息像清晰明亮,色彩真实,立体感强.
【总页数】4页(P248-251)
【关键词】真彩色全息图;体视全息图;三色光栅
【作者】王丁;袁霞;黄继阳
【作者单位】重庆大学数理学院
【正文语种】中文
【中图分类】O438.1
【相关文献】
1.真彩色动感全息图 [J], 王丁;黄继阳;袁霞
2.真彩色动态全息图制作的新方法 [J], 甘亮勤;杨上供;杜旭日;曾胜财
3.真彩色全息图的研究 [J], 龙涛
4.双体视对真彩色彩虹全息图 [J], 郭怀梅;刘守;张向苏
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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信息光学第七章-光学全息ppt课件
R x,yr0x,yejrx,y
那么，两波相遇叠加的总光场是
U x ,y O x ,y R x ,y
对应的强度分布为
I x , y U x , y 2 O x , y 2 R x , y 2 O x , y R * x , y O * x , y R x , y
➢用共轭参考波照明
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
2、波前记录与再现
✓用相干光波照射全息图，假定它在全息图平面上的复振幅分布为C(x,y)，
全息图的透射光场分布为 U t x , y C t x , y C t b C O 2 C O R * C O * R U 1 U 2 U 3 U 4
4、基元全息图分析
✓全息图可看作是很多基元全息图的线性组合，了解基元全息图的结构和
作用对于深入理解整个全息图的记录和再现机理非常有益。 空域方法是把物体看作一些相干点源的集合，物光波前是所有点源发出的 球面波的线性叠加。每一个点源发出的球面波与参考波干涉，记录的基元 全息图称为基元波带片； 频域方法是把物光波看作由很多不同方向传播的平面波分量的线性叠加， 每一个平面波分量与参考平面波干涉而记录的基元全息图称为基元光栅。
火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂 拥而出 或留恋 财物， 要当机 立断， 披上浸 湿的衣 服或裹 上湿毛 毯、湿 被褥勇 敢地冲 出去
1、引言
✓全息发展简史
➢ 1948年 Dennis Gabor 提出 “波前重现” 理论
目的：改善电子显微镜的分辨率 光源：汞灯 效果：因光源相干性差，效果很不明显
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【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.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2010(040)003【总页数】4页(P339-342)【关键词】真彩色;分色全息图;动态全息;计算全息;重合像【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】O4381 引言再现像随人眼移动或全息片移动而看起来在运动变化的全息图叫动态全息图[1]。
光学真彩色动态全息图的制作是目前全息术上的一大难题:一是真彩色动态全息图制作过程中会引入大量的噪声,清晰度差;此外是要实现真彩色像很困难[2-4]。
造成这些问题的主要原因有:光学拍摄过程中全息图的记录次数多,记录过程复杂,分色全息图放置时前后遮挡,且所有再现像不能很好重合所造成的[5]。
在分析全息图物像关系的基础上,运用计算全息术的灵活性,不仅可以避免繁琐的制作过程,而且能大大提高全息图彩色和动态的质量。
2 含体视对分色菲涅耳全息图 H1r,H1g,H1b的制作2.1 分色菲涅耳全息图参数的设置彩色全息图是通过光栅衍射色光的相加显示彩色的,因此表示一幅彩色的全息图,需用三幅分色全息图,将其衍射像叠加,记录重合像制作彩虹全息图。
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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
9
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
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？
• 三色激光分别制作三原色全息图，
• 单色激光分别制作不同空频的全息图，
白光再现时人眼视觉复合
5
第九章 图像的全息显示 第4节 彩色全息术
1、一般原理：制作三原色全息图对激光器的要求
用三原色的刺激值即色度坐标（x，y，z）来描述人眼对颜色的感觉： x + y + z = 1 ---- 色品图
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：
17
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
18
彩色照片
红分色灰片 Or
蓝分色灰片 Ob
绿分色灰片 Og
19
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
R2*(白光)
R2*(白光)
R2*(白光)
再现
H2r
0级 H2g
记录时只需用一台单色激光作光源，成本低 这种全息图用白光再现时，必须满足一定条件，
才能得到真彩色再现像 为与前面介绍的真彩色全息相区别，一般称其
为“全彩色全息”
16
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
❖表面浮雕型记录材料：光致抗蚀剂材料，仅感蓝绿光
在目前的最大的显示全息市场——模压全息中，光致抗蚀剂是作为母
板的感光材料。因此为了实现彩色模压全息，必须在制作方法上解决
非全色记录材料的彩色记录问题。
7
第九章 第4节 彩色全息术
4.1 彩色全息的激光器和记录材料
He-Ne Laser
Ar+ Laser
激
632.8 nm
514.5 nm 488.0nm
光
器
氪离子激光器
氦镉激光器
647.1 nm 520.8 nm
441.6nm
记 卤化银记录介质（全色干板或红敏、蓝敏复合材料） 录 材 料 红敏的重铬酸盐明胶，全色的光致聚合物
8
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
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
DPSS Laser
532nm
457nm6
第九章 图像的全息显示 第4节 彩色全息术
2
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
3
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）
第4节 彩色全息术
12
第九章 图像的全息显示 第4节 彩色全息术
4.2 反射体积彩色全息
13
9.4 真彩色全息 2、反射体积彩色全息
几点说明 光路结构简单，制作方法简便 再现像便于观察，从任何角度都能看到真彩色图像 感光胶防缩技术致关重要，应严格控制胶的收缩，
以免出现色偏移，降低色保真度 RGB三色的衍射效率应搭配得当，以免出现色偏移
为此应对曝光量严加控制 全色感光胶难以买到，进口胶价贵，国产胶不稳定 ？？ 用三色激光器，价格昂贵，制作成本高
14
9.4 真彩色全息
问题
2、反射体积彩色全息
利用
红敏
现有的 单色 感光材料 or
蓝敏
能否制作
To p14 15
第九章 第4节 彩色全息术
9.4.3 彩色彩虹全息
利用彩虹全息的假彩色编码技术可以实现真彩色 全息，实质上是一种多狭缝彩虹全息合成技术
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 10
9.4 真彩色全息
用 白光 再现
根据再现
Hr 再现出 红色像
Hg 再现出 绿色像
Hb 再现出 蓝色像
三者位置几乎重合， 恢复（合成）原彩色像
11
第九章 图像的全息显示 4.2 反射体积彩色全息
4
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：
H1
20
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
空频大小如何
H2r H2g H2b 21 为什么？？
H2r H2g H2b 的空间频率关系： f r < f g < f b
§7(4)真彩色全息
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
• 1、一般原理
• 为记录彩色全息图，必须要选择合适的全息 记录材料。
❖卤化银记录介质是常用的全息记录介质 ✓在彩色全息中可以直接用全色卤化银干板； ✓或用红敏和蓝敏的卤化银分别对红光和蓝绿光感光，然后再将这 两种材料复合。
❖折射率调制位相型的记录材料是另一种比较理想的材料。 ✓重铬酸明胶：可以用不同的染料敏化； ✓全色的光致聚合物