光学体全息技术及应用

总序

前言

第1章体全息概述

1.1全息术发展简史

1.1.1衍射光栅的基本概念和发展

1.1.2拉曼一奈斯衍射和布拉格衍射

1.1.3体全息术的发明

1.1.4全息术的应用概述

1.2光学全息术的基本原理

1.2.1全息图的基本描述

1.2.2基元全息图

1.2.3全息图的分类

1.2.4全息图的衍射效率

1.3体全息图

1.3.1体全息图的记录与布拉格衍射再现

1.3.2体全息图的类型

1.3.3体全息基本分析工具——七矢量圆

1.3.4体光栅选择性的物理解释

第2章体全息的基本理论分析方法

2.1光频电磁波在无源介质中的传播

2.1.1麦克斯韦方程

2.1.2介质的特性

2.1.3有吸收、非均匀、各向同性介质中的波动方程

2.1.4坡印廷定理

2.2一维耦合波理论

2.2.1耦合波方程的推导和求解

2.2.2体光栅的衍射效率和选择性

2.3耦合波理论的其他表述

2.3.1严格的耦合波理论

2.3.2矢量耦合波理论

2.4二维耦合波理论及其数值解法

2.4.1 二维受限体光栅的二维耦合波方程及其闭形式解析解

2.4.2基于二维耦合波理论的光栅衍射特性研究

2.4.3二维耦合波方程的数值解法

2.5积分方程理论

2.5.1非均匀介质中的波动方程

2.5.2波动方程的解

2.5.3积分方程解法的应用

第3章体全息记录材料

3.1体全息对记录材料的基本要求

3.1.1体全息图特征及其记录材料厚度

3.1.2记录材料的调制传递函数

3.1.3体全息记录材料的性能

3.2银盐材料和重铬酸盐明胶

3.2.1银盐材料

3.2.2重铬酸盐明胶

3.3光折变材料

3.3.1概述

3.3.2光折变晶体中折射率光栅的建立

3.3.3光折变晶体内的两波耦合和衍射效率

3.3.4全息时间常量和信息记录的易失性

3.3.5热固定技术

3.3.6光固定技术

3.3.7其他无机光折变材料

3.4光致聚合物

3.4.1光致聚合物的组成及记录机理

3.4.2光致聚合物的全息性能评价及测试

3.4.3 自由基聚合型光致聚合物的简化模型

3.4.4光折变聚合物

3.4.5聚合物分散液晶

3.5光致变色材料和光致各向异性材料

3.5.1概述

3.5.2光致变色玻璃

3.5.3有机光致变色材料和光致各向异性材料

3.6持续光谱烧孔材料

3.6.1概述

3.6.2在光谱烧孔材料中的全息记录

3.7材料的噪声及其抑制

3.7.1散射噪声的成因及其表征

3.7.2铌酸锂晶体的散射噪声及其抑制

第4章复用技术

4.1基于布拉格选择性的共同体积复用

4.1.1角度复用

4.1.2波长复用

4.1.3电场复用

4.2位相编码复用

4.2.1正交位相编码复用

4.2.2随机位相编码复用

4.3偏振复用

4.3.1普通全息与普通偏振全息

4.3.2各向异性材料中的正交偏振全息

4.3.3光致各向异性材料中的偏振全息

4.4频域复用

4.4.1光谱烧孔和频率选择光存储

4.4.2频率选择的全息复用

4.5混合复用技术

4.5.1共同体积的多维复用

4.5.2与空间复用结合

4.6复用全息图的等衍射效率记录方法

4.6.1共同体积复用

4.6.2部分重叠的情形

第5章体全息信息存储

5.1光学体全息存储技术概述

5.2体全息存储系统的关键器件

5.2.1激光器

5.2.2 组页器

5.2.3图像探测器

5.2.4寻址器件

5.2.5傅里叶变换镜头

5.3数字数据的全息存储

5.3.1纠错编码的必要性

5.3.2调制一阵列码

5.3.3其他数据处理技术

5.4快速读出技术

5.4.1数据读出速率基本概念及影响因素

5.4.2盘式体全息存储系统的读出速率分析

5.4.3空角复用的盘式全息存储快速读出系统的设计与实现

5.5页面式体全息存储系统的主要构型

5.5.1 同轴／共线的体全息存储系统

5.5.2双光束干涉（离轴型）的体全息存储系统

5.5.3非易失性盘式体全息存储的关键技术及实现

5.6微全息存储

5.6.1微全息存储的机理

5.6.2微全息存储技术的发展

第6章基于体全息复用的光学相关器

6.1光学相关与匹配滤波

6.2体全息图像库

6.3提高识别率的途径

6.3.1光学高通滤波法

6.3.2子波相关法

6.3.3散斑调制法

6.3.4相关系数法

6.3.5多重频谱滤波法

6.4采用体全息的光学相关系统实例

6.5关联存储器

第7章体全息成像技术

7.1体全息成像系统及理论描述

7.1.1体全息成像系统

7.1.2体全息成像系统的点扩散函数

7.1.3体全息光栅成像的基元光栅分析法

7.2体全息系统的选择成像特性

7.2.1体全息成像系统的深度选择性

7.2.2体全息成像系统的横向选择特性

7.2.3辅助光学系统参数对体全息选择成像特性的影响

7.3体全息层析成像系统与方法

……

第8章基于体全息的光子器件

参考文献

《光学体全息技术及应用》共分六章，首先介绍了光学全息的基本原理，然后全面介绍光学体全息的理论、技术、材料和应用。理论部分在一维耦合波理论的基础上重点介绍了有限尺寸光栅的二维耦合波理论及其算法；技术部分着重介绍在共同体积中实现多重全息记录的复用技术；材料部分重点分析了光折变晶体和光致聚合物的全息记录原理和特性。
　　《光学体全息技术及应用》用较大篇幅介绍体全息技术的应用领域，包括体全息信息存储的方案、关键技术、单元器件与系统；数字数据的全息存储和全息存储盘；基于体全息复用的光学相关器；基于体全息的光电子器件；体全息成像技术与器件等。展望了体全息技术的当前研究前沿和实用化前景。