摘 要

彩色全息技术是一种新兴的成像技术，采用光的干涉原理来记录物像，包括物光的强度、相位等信息，再通过光的衍射原理完整的还原出物光。尽管有着立体感强，形象逼真的优点，但是目前实验装置都太过复杂。本论文旨在设计出彩色全息成像系统，为简化彩色全息实验装置进行一定的理论研究和实验证明。

本次设计的彩色全息光学系统基于三原色叠加原理，对成像对象先进行三次全息照相得到红、蓝、绿三色全息光栅，复合过程借助自主设计的旋转装置对红、蓝、绿三色成像进行切换，利用人眼视觉暂留效应，三色像在人眼中叠加得到彩色像。

研究结果表明：尽管本次设计的彩色全息光学系统原理简单，但对实验器材要求较高，要想顺利实现彩色全息，需要功率及相干性足够好的激光源以做出再现清晰实像的全息干板。

本次设计特色在于：利用三原色叠加原理和人眼视觉暂留效应避开彩色全息成像的难点，只需分别得到红、蓝、绿三色全息光栅，即可借助系统还原出彩色全息图像。

关键词：全息光学；彩色全息；三原色叠加；视觉暂留

Abstract

Color hologram technology is an emerging imaging technology which using light interference principle to record probe beam that including the composition of the light intensity and phase information, and then restore the object light completely through diffraction theory of light. Despite strong sense of three-dimensional, lifelike image of advantages, but currently experimental device it is too complicated. This paper aims to design a color holographic imaging system, to simplify color holography experiments means theoretical and experimental proof.

The color holographic optical system’s designing is based on the three primary colors principle of superposition. First take hologram photos three times to give red, blue and green holographic grating, composite process systems by means of the rotating device which designed independent to make red, blue and green image switch, using persistence of vision effect of human, three color images superimpose into color image in the eyes.

The results show that: Although in this color holographic optical system, the principles of the design is simple, but it’s require higher experimental equipment. In order to achieve color holography successfully, require laser source whose power and coherence is good enough to make clear the real holographic image reproduction board.

The design features: By using primary colors superposition principle and persistence of the human to avoid difficulties of visual color holographic imaging, simply respectively red, blue and green holographic grating, you can restore the color holographic images by this system。

Keywords: holographic optical; color hologram; superposition of three primary colors;

persistence of vision

目 录

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1目的及意义

1.2背景及现状

1.3主要内容及章节安排

第2章 理论基础

2.1 全息技术理论基础

2.2 彩色全息原理

2.3 小结

第3章 彩色全息的计算机模拟仿真

3.1 三原色分解

3.2 傅里叶变换全息图

3.3 合成三分量的全息照片

3.4 小结

第4章 彩色全息实验

4.1 三种单色全息干板的制备

4.1.1 实验仪器

4.1.2 实验光路

4.1.3 实验过程记录

4.2 三色复合彩色实像

4.3 小结

第5章 结论

参考文献

附 录

致 谢

第1章 绪论

1.1目的及意义

随着现代信息技术的高速发展，人们对诸如娱乐、医学、军事等方面的显示技术有了更高的要求。传统的二维显示已经难以满足当前需求，三维显示技术的应用已经是现代显示技术的必然趋势。

在普通摄影中，相片所能记录下信息只有拍摄对象的反射光强弱信息，即反射光的振幅信息，无法记录被摄对象的立体信息。人们从相片中得到的信息十分有限，无法通过相片对拍摄对象有深入的了解，为了弥补这种缺陷，全息技术应运而生。这项技术被广泛地应用于近代的科学研究和工业生产中，特别是在计量测试、生物医学、艺术表演、商业宣传、安全保护系统等方面有着非常独特的优势。

人眼能够分辨出的颜色色调和亮度多达数千种，但是人眼可以分辨出的灰度层次只有几十种^[1]。因此，颜色是信息描述的一种重要载体。彩色全息技术是能够记录并重现出原物体的色彩而且重现像具有三维立体感的一种全息技术，和单色全息图相比，彩色全息技术能传递的不仅有被摄物体振幅信息、相位信息还有被摄物体的颜色信息^[2]。能更真实的反映出物体的原始信息。但是目前的彩色全息技术均依赖于较为复杂的装置和材料，并不适合大学生进行操作。

本次设计正是为了用尽可能简单的器材实现彩色全息，让彩色全息技术更加普及。

1.2背景及现状

全息技术最早由盖伯(D.Gabor)于1948年提出，经过几十年的发展，全息技术已日趋成熟，在现代光学中也有着举足轻重的地位。它在人工神经网络、高密度存储、三维信息的编码译码等方面有着极优秀的表现。