全息光学：设计制造和应用

　　内容提要 本书是一部系统、完整地介绍全息光学元件的成像理论、制造方法和广泛应用的专著。全书由绪论和十二章内容构成，分四个部分。第一部分叙述了全息光学元件成像的基本原理，近轴成像理论，光线追迹的概念和必要的坐标变换。第二部分介绍了全息光学系统的具体设计方法，成像理论及其补偿方法，计算全息光学元件的编码技术和制造方法，非球面计算全息光学元件和折衍混合光学系统。第三部分是全息记录材料和记录技术。第四部分重点介绍了全息光学元件的代表性应用。最后，简要地介绍了目前国内外设计全息光学元件的主要光学设计软件，为全息光学工作者未来的研究提供有益的参考。 本书对从事光学、光电子学、光通讯、光计算、全息光学研究和全息光学元件及系统制造的科技工作者有很好的参考价值。目录 绪论1 参考文献9 第1章全息光学的基本原理15 11衍射光学15 111光的相干15 112光的衍射17 113波带片和衍射透镜18 12光学全息的基本原理21 121基本概念21 122数学分析23 13全息图的分类25 131振幅全息图和相位全息图26 132薄全息图和厚全息图28 133共轴全息图和离轴全息图30 134透射全息图和反射全息图32 135近场全息图和远场全息图33 136傅里叶变换全息图和针孔全息图35 14全息光学元件的弯曲36 参考文献38 第2章全息光学元件的近轴成像理论39 21点源全息图和全息光学元件39 22全息光学元件的成像40 23全息光学元件的放大率43 231x方向上的横向放大率mｘ43 232y方向上的横向放大率ｍｙ44 233z方向上的纵向放大率ｍz44 234横向放大率与纵向放大率之间的关系44 235角放大率45 24全息光学元件的基点45 241焦点和焦平面46 242主点和主平面48 243节点和节平面48 244全息光学系统理想成像作图法50 25全息光学元件的成像性质51 26薄光栅分解55 27全息光学元件的传递函数58 28全息光学元件的衍射效率59 281定义59 282透射全息光学元件的衍射效率61 283反射吸收全息光学元件的衍射效率63 29全息光学元件的消色差64 291横向色差的补偿65 292纵向色差的补偿67 210低像差和高衍射效率70 211全息光学反射镜72 参考文献74 第3章全息光学设计的基础理论77 31welford的矢量分析理论78 32全息光学设计中的坐标变换81 33全息光学设计中的光线追迹82 331全息光线追迹的一般形式83 332全息傅里叶变换透镜的光线追迹85 333全息显微系统的光线追迹89 34k矢量闭合分析法91 35全息光学元件的递归设计法94 351递归设计的基本概念94 352递归设计的基本分析96 36等效透镜设计方法98 361基本概念99 362lukosz设计方法102 363fred设计方法107 364sweatt设计方法108 365chen设计方法115 37均方差优化方法120 371最小均方差的概念121 372最佳光栅函数121 373光栅函数的近似解122 374设计举例123 参考文献124 第4章全息光学系统的设计127 41全息光束成形透镜的设计127 411以静态相位近似表达式为基础的设计方法129 412以迭代傅里叶变换算法为基础的设计方法130 42激光扫描仪中全息光学系统的设计132 43全息fθ透镜的设计136 44厚全息光学元件的设计139 45准直全息光学元件的设计141 46红外全息光学元件的设计143 47非球面全息光学元件的设计145 48多端面全息光学元件的设计150 49层叠式全息光学元件的设计154 410无像差全息光学元件的设计155 411其他类型全息光学元件的设计157 4111全息柱面透镜158 4112多焦全息光学透镜158 参考文献158 第5章全息光学元件的像差161 51像差概述163 52全息光学元件的初级像差166 53全息光学元件的高级像差170 54曲面基板全息光学元件的像差系数174 55波长位移像差178 56消色差全息光学系统的二级色差180 57像差补偿与平衡184 58无球差记录和衍射效率之间的关系188 参考文献189 第6章计算全息光学元件191 61计算全息光学元件编码技术195 611概述195 612计算全息光学元件的基本性能197 613编码方法分析198 614迭代编码方法203 62计算全息光学元件的制造加工206 63非球面计算全息光学元件212 64子波变换和计算全息术217 641光学子波变换217 642基本的子波函数218 643应用于全息分析中的子波变换219 644计算全息元件的光学子波变换220 645cgh和jtc子波变换221 65二元光学223 651二元光学混合目镜225 652二元光学混合微光物镜227 653二元光学混合摄影物镜228 参考文献230 第7章全息光学元件的记录材料233 71理想的全息记录介质233 72全息记录材料的分类236 73卤化银乳胶239 731材料的非线性242 732噪声光栅245 733调制的非线性246 734波长和角度选择性248 735调制传递函数249 74重铬酸盐明胶（dcg）252 741概述252 742dcg全息元件的形成机理255 743动态吸收257 744曝光特性258 745环境稳定性260 746红光敏感性260 75光致抗蚀剂乳胶262 751光致抗蚀剂全息底版的非线性263 752光致抗蚀剂的灵敏度263 753光致抗蚀剂底版的处理工艺264 754改善光致抗蚀剂记录方法的一些建议265 76记录红外全息透镜的塑料材料266 77有机全息记录材料268 参考文献271 第8章全息光学元件的记录技术274 81记录全息光学元件的基本步骤274 82记录全息光学元件的主要设备277 821光学平台277 822记录光源278 823记录光学系统280 83卤化银全息光学元件的处理工艺285 831agfagevaert 乳胶和kodak乳胶286 832卤化银底版的漂白289 833提高衍射效率的一些尝试291 84重铬酸盐明胶全息光学元件的处理工艺296 841dcg底版的制作297 842使用硬化dcg全息底版的处理程序302 843提高亚甲兰敏化重铬酸盐明胶灵敏度的方法304 85全息光学元件记录过程中的细节问题305 851折射率匹配箱306 852杂散光的遮拦306 853光学基版306 854记录光束比307 855调制度控制308 856乳胶的厚度308 857高斯激光光束308 858偏振的考虑311 859产生均匀激光束的吸收透镜311 8510利用环境湿度控制再现成像波长313 参考文献３１４ 第9章全息平视显示器317 91普通的平视显示器（hud）317 92连续透镜的概念320 93平面全息平视显示器324 94曲面全息平视显示器329 95低畸变全息平视显示器337 ９５１非球面全息组合玻璃记录图形的分析338 ９５２非球面全息组合玻璃339 ９５３平视显示器光学系统的设计341 ９５４系统的性能345 ９５５记录光束的实现346 96低空红外导航/瞄准全息平视显示器347 97全息头盔显示/瞄准器348 参考文献3５３ 第10章全息扫描装置354 101全息激光扫描器的基本概念356 102二维全息扫描器359 103全息条形码扫描器364 104全息cd光学扫描头368 105激光打印全息扫描器371 参考文献375 第11章全息光学元件的其他应用377 111全息光束成形镜377 112全息室内无绳红外通讯接收系统380 113校正玻璃透镜像差382 114信用卡全息扫描仪383 115全息机械加工仪384 116多重成像全息光学元件385 117全息四分之一波带片386 118全息光学测量系统388 119变空间全息光学元件392 1110全息资料阅读仪393 1111全息地图仪395 1112全息激光保护眼镜396 1113无透镜半导体激光器msfhoe校正器399 1114小型全息数据处理器400 1115全息光学互连器401 1116全息照相机404 1117医用全息内窥诊断显示器405 1118全息自动防伪检查仪406 1119全息望远镜408 1120全息导弹制导系统410 1121全息径向剪切干涉仪411 1122全息干涉显微术413 1123全息光纤耦合器416 1124空间光调制器缺陷消除418 1125全息波分复技术420 1126全息多普勒速率计421 1127全息匹配滤波光学处理器423 1128全息多层视窗424 1129全息面形测量仪425 1130全息电影427 1131全息体视投影仪429 1132全息法布里珀罗标准具430 1133晶体生长速率全息监视仪431 1134紫外全息聚光镜432 1135超级并行全息光学相关器434 参考文献435 第12章全息光学设计软件441 121全息光学元件成像的矢量分析442 122偏心倾斜元件的光线追迹444 123光学设计软件codev445 124光学设计软件gold452 125其他光学设计软件454 参考文献455

暂缺《全息光学：设计制造和应用》作者简介

目录 绪论1 参考文献9 第1章全息光学的基本原理15 11衍射光学15 111光的相干15 112光的衍射17 113波带片和衍射透镜18 12光学全息的基本原理21 121基本概念21 122数学分析23 13全息图的分类25 131振幅全息图和相位全息图26 132薄全息图和厚全息图28 133共轴全息图和离轴全息图30 134透射全息图和反射全息图32 135近场全息图和远场全息图33 136傅里叶变换全息图和针孔全息图35 14全息光学元件的弯曲36 参考文献38 第2章全息光学元件的近轴成像理论39 21点源全息图和全息光学元件39 22全息光学元件的成像40 23全息光学元件的放大率43 231X方向上的横向放大率Mｘ43 232Y方向上的横向放大率Ｍｙ44 233Z方向上的纵向放大率Ｍz44 234横向放大率与纵向放大率之间的关系44 235角放大率45 24全息光学元件的基点45 241焦点和焦平面46 242主点和主平面48 243节点和节平面48 244全息光学系统理想成像作图法50 25全息光学元件的成像性质51 26薄光栅分解55 27全息光学元件的传递函数58 28全息光学元件的衍射效率59 281定义59 282透射全息光学元件的衍射效率61 283反射吸收全息光学元件的衍射效率63 29全息光学元件的消色差64 291横向色差的补偿65 292纵向色差的补偿67 210低像差和高衍射效率70 211全息光学反射镜72 参考文献74 第3章全息光学设计的基础理论77 31Welford的矢量分析理论78 32全息光学设计中的坐标变换81 33全息光学设计中的光线追迹82 331全息光线追迹的一般形式83 332全息傅里叶变换透镜的光线追迹85 333全息显微系统的光线追迹89 34K矢量闭合分析法91 35全息光学元件的递归设计法94 351递归设计的基本概念94 352递归设计的基本分析96 36等效透镜设计方法98 361基本概念99 362Lukosz设计方法102 363Fred设计方法107 364Sweatt设计方法108 365Chen设计方法115 37均方差优化方法120 371最小均方差的概念121 372最佳光栅函数121 373光栅函数的近似解122 374设计举例123 参考文献124 第4章全息光学系统的设计127 41全息光束成形透镜的设计127 411以静态相位近似表达式为基础的设计方法129 412以迭代傅里叶变换算法为基础的设计方法130 42激光扫描仪中全息光学系统的设计132 43全息fθ透镜的设计136 44厚全息光学元件的设计139 45准直全息光学元件的设计141 46红外全息光学元件的设计143 47非球面全息光学元件的设计145 48多端面全息光学元件的设计150 49层叠式全息光学元件的设计154 410无像差全息光学元件的设计155 411其他类型全息光学元件的设计157 4111全息柱面透镜158 4112多焦全息光学透镜158 参考文献158 第5章全息光学元件的像差161 51像差概述163 52全息光学元件的初级像差166 53全息光学元件的高级像差170 54曲面基板全息光学元件的像差系数174 55波长位移像差178 56消色差全息光学系统的二级色差180 57像差补偿与平衡184 58无球差记录和衍射效率之间的关系188 参考文献189 第6章计算全息光学元件191 61计算全息光学元件编码技术195 611概述195 612计算全息光学元件的基本性能197 613编码方法分析198 614迭代编码方法203 62计算全息光学元件的制造加工206 63非球面计算全息光学元件212 64子波变换和计算全息术217 641光学子波变换217 642基本的子波函数218 643应用于全息分析中的子波变换219 644计算全息元件的光学子波变换220 645CGH和JTC子波变换221 65二元光学223 651二元光学混合目镜225 652二元光学混合微光物镜227 653二元光学混合摄影物镜228 参考文献230 第7章全息光学元件的记录材料233 71理想的全息记录介质233 72全息记录材料的分类236 73卤化银乳胶239 731材料的非线性242 732噪声光栅245 733调制的非线性246 734波长和角度选择性248 735调制传递函数249 74重铬酸盐明胶（DCG）252 741概述252 742DCG全息元件的形成机理255 743动态吸收257 744曝光特性258 745环境稳定性260 746红光敏感性260 75光致抗蚀剂乳胶262 751光致抗蚀剂全息底版的非线性263 752光致抗蚀剂的灵敏度263 753光致抗蚀剂底版的处理工艺264 754改善光致抗蚀剂记录方法的一些建议265 76记录红外全息透镜的塑料材料266 77有机全息记录材料268 参考文献271 第8章全息光学元件的记录技术274 81记录全息光学元件的基本步骤274 82记录全息光学元件的主要设备277 821光学平台277 822记录光源278 823记录光学系统280 83卤化银全息光学元件的处理工艺285 831AgfaGevaert 乳胶和Kodak乳胶286 832卤化银底版的漂白289 833提高衍射效率的一些尝试291 84重铬酸盐明胶全息光学元件的处理工艺296 841DCG底版的制作297 842使用硬化DCG全息底版的处理程序302 843提高亚甲兰敏化重铬酸盐明胶灵敏度的方法304 85全息光学元件记录过程中的细节问题305 851折射率匹配箱306 852杂散光的遮拦306 853光学基版306 854记录光束比307 855调制度控制308 856乳胶的厚度308 857高斯激光光束308 858偏振的考虑311 859产生均匀激光束的吸收透镜311 8510利用环境湿度控制再现成像波长313 参考文献３１４ 第9章全息平视显示器317 91普通的平视显示器(HUD)317 92连续透镜的概念320 93平面全息平视显示器324 94曲面全息平视显示器329 95低畸变全息平视显示器337 ９５１非球面全息组合玻璃记录图形的分析338 ９５２非球面全息组合玻璃339 ９５３平视显示器光学系统的设计341 ９５４系统的性能345 ９５５记录光束的实现346 96低空红外导航/瞄准全息平视显示器347 97全息头盔显示/瞄准器348 参考文献3５３ 第10章全息扫描装置354 101全息激光扫描器的基本概念356 102二维全息扫描器359 103全息条形码扫描器364 104全息CD光学扫描头368 105激光打印全息扫描器371 参考文献375 第11章全息光学元件的其他应用377 111全息光束成形镜377 112全息室内无绳红外通讯接收系统380 113校正玻璃透镜像差382 114信用卡全息扫描仪383 115全息机械加工仪384 116多重成像全息光学元件385 117全息四分之一波带片386 118全息光学测量系统388 119变空间全息光学元件392 1110全息资料阅读仪393 1111全息地图仪395 1112全息激光保护眼镜396 1113无透镜半导体激光器MSFHOE校正器399 1114小型全息数据处理器400 1115全息光学互连器401 1116全息照相机404 1117医用全息内窥诊断显示器405 1118全息自动防伪检查仪406 1119全息望远镜408 1120全息导弹制导系统410 1121全息径向剪切干涉仪411 1122全息干涉显微术413 1123全息光纤耦合器416 1124空间光调制器缺陷消除418 1125全息波分复技术420 1126全息多普勒速率计421 1127全息匹配滤波光学处理器423 1128全息多层视窗424 1129全息面形测量仪425 1130全息电影427 1131全息体视投影仪429 1132全息法布里珀罗标准具430 1133晶体生长速率全息监视仪431 1134紫外全息聚光镜432 1135超级并行全息光学相关器434 参考文献435 第12章全息光学设计软件441 121全息光学元件成像的矢量分析442 122偏心倾斜元件的光线追迹444 123光学设计软件CODEV445 124光学设计软件GOLD452 125其他光学设计软件454 参考文献455