跳到主要内容
Sandbox Physics
干涉怎样记录与量长

装置 · 观测 · 推断

Gabor:把参考波一起拍进去

Sandbox Physics ·

只记录强度的底片,后来怎样再现波的方向与曲率?

  1. 物光与相干参考光
  2. 干涉曝光
  3. 显影后的光学记录
  4. 照明再现
波前再现需要光学记录及规定的再现光;这里没有在空中自行发光的悬浮图像。

交叉项把相位关系留下来

普通照片记录强度,通常丢掉了反向传播物光所需的相位。Gabor 在曝光时加入已知相干参考波,让相对相位影响干涉条纹。

把物光与参考光的场幅归一化,使模平方对应强度。下式把曝光强度拆成物光、参考光的背景与两个交叉项,星号表示复共轭。记录留下的是相对参考波的相位关系,没有测出脱离参考的绝对相位。

I=∣O+R∣2=∣O∣2+∣R∣2+OR∗+O∗RI=|O+R|^2=|O|^2+|R|^2+OR^*+O^*R

来源:[2]

最初要解决的是电子显微问题

Gabor 希望绕过电子透镜的限制,因而发展波前再现;早期光学演示采用滤过的普通光。1971 年讲稿接着追踪激光及离轴记录带来的转变。

不能据此说历史上的全息实现一概需要激光。物理要求是足够的空间、时间相干性,合适的几何与记录分辨率;激光让许多实用安排容易得多。

来源:[2][1]

再现是另一次真实光学过程

显影后,记录图样调制再现光。在线性薄记录近似下,匹配参考光可以产生物光项,同时也有共轭像与背景。观察者收到带方向信息的波,因而可能看到视差或重新调焦。

这项近似要求记录响应合适。饱和、有限像素或颗粒尺寸、波长不匹配及机械运动,都可能破坏再现。画一个漂亮三维物体,并不能证明已经完成曝光到再现的链条。

来源:[2]

孪生像解释了早期困难

同轴记录会让共轭贡献重叠,同时出现的像妨碍直接解释。离轴参考把不同项挪到不同角度或空间频率区,才可用适当滤波分开。

分离也要花掉记录带宽。参考角越大,条纹越细;有限采样与数值孔径限制视场和分辨率。全息借干涉保留相位信息,并没有消除这些仪器限制。

来源:[2]

把条纹与再现像放在一起看

成对阅读 Gabor 的记录图与再现图。进入所链工作室后,改变参考几何,同时看存下的干涉和再现结果。要检验的是:后者是否确实由前者改变而来,采样限制又在哪里。

来源:[2]

来源与阅读说明

核读链接中的托管原讲稿;薄记录说明采用明确的线性近似,本文未对历史全息图作数值重建。

  1. Nobel Foundation, Laser: historical award context

    核读机构年表中 1964 年获奖人与 Maiman 1960 年工作激光器的归属;不采用其中简化的全息描述。

  2. D. Gabor, Holography, 1948–1971, Nobel lecture (1971)

    核读托管原讲稿中记录、再现及孪生像段落;官方 PDF 返回 403。 阅读托管原稿

反馈这个页面有错误、看不明白,或者缺了什么?告诉我们
反馈类型

提交时会附带本页地址、Lab ID、网站语言和设备类型。请不要填写个人信息。反馈最多保存 12 个月。隐私政策