粒子场同轴全息的非线性曝光特性研究

作     者：叶雁 

作者单位：中国工程物理研究院北京研究生部 

学位级别：硕士

导师姓名：李泽仁

授予年度：2003年

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

主      题：粒子场 同轴全息 非线性曝光 边缘剪切 

摘      要：本文阐述了粒子场激光同轴全息非线性曝光特性的研究背景和意义，综述了国内外粒子场激光同轴全息的研究现状和全息非线性曝光的研究现状。围绕粒子场激光同轴全息非线性曝光特性，进行了较为深入的理论研究，数值模拟和实验研究。 (1)从理论上，首先运用粒子场激光同轴全息和非线性曝光理论，推导出粒子场激光同轴全息非线性记录与再现公式;然后对非线性记录的模型进行简化，以阈值函数替代多项式，结合数值分析的方法对非线性曝光特性对再现粒子像的影响进行分析，得出非线性记录的粒子再现像将产生边缘剪切效应。另外还从物参比的角度分析了非线性曝光对再现光场的影响，即衍射效率对再现光强的影响，得出低频部分的衍射效率低于高频部分的衍射效率，较好的解释了再现像出现了边缘剪切效应的原因。 (2)通过Kozma模型对记录光场的畸变进行数值模拟，得到线性部分的中心对比度好于非线性段的对比度，说明线性段信息的传递损失较小。研究了非线性曝光对不同形状粒子的再现像影响，通过数值模拟计算发现在非线性段曝光的粒子的再现像出现了不同程度的边缘剪切，特别是改变非线性曝光的极限条件即二值化，边缘剪切现象更加明显。 (3)从实验上，设计实验装置并验证了理论推导和数值模拟的结果。 (4)对高密度粒子场在线性段记录，中心粒子发生边缘剪切这一现象，用非线性曝光特性理论研究中的物参比影响衍射效率的角度，进行了分析和解释。发现粒子密度越大，中心粒子发生边缘剪切越严重。这使对粒子场激光同轴全息非线性曝光特性有了更加深入的认识。