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《中国工程物理研究院》 2001年
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粒子场激光全息照相的优化条件研究

王峰  
【摘要】: 本文综述了粒子场激光全息照相的发展历史,阐述了粒子场激光全息照相的 目的和意义;围绕获得再现质量良好的全息图的照相条件,进行了较深入的理论 和实验研究。 一、从理论上,本文对激光脉宽与粒子横向和纵向运动速度的关系进行了研 究,数值计算了激光脉宽和粒子场速度的关系,并对粒子直径与干板分辨率、干 板尺寸的关系,以及谱线宽度对再现效果的影响进行了理论分析。同时,结合理 论和实验,确定了获得好的再现效果需要的激光能量的范围,得到干板的黑密度 应在1.6附近的结论。本文还详细讨论了高斯光束对记录和再现的影响。 二、重点研究了照相远场距离和粒子场全息图条纹对比度的关系。本文首次 从模拟实验中得到天津Ⅲ型干板响应对比度的最小值(约为0.025),以及不规 则粒子获得较清晰再现像的远场数的上限值(约为30),为实验中确定物场与干 板的距离提供了依据。同时,对小远场数下粒子再现场的对比度进行了数值计算, 给出了再现场对比度与激光能量的定性关系。实验证明,远场数在5以上时,再 现场的背景干扰才可以忽略。 三、从波动光学、几何光学两个方面同时分析了4f系统对粒子场全息图的转 移原理,并分析了f_1=f_2和2f_1=f_2的4f系统传像后粒子场中粒子间相对距离的变 化。由于所研究的粒子非常小,本文首次研究比较了这两套4f系统对小粒子衍射 光信息通过能力的差别,得出物场摆放在2f_1=f_2的4f系统中的最佳位置应当是在 第一个透镜之后某一距离处的结论。另外,本文还对不同放大倍数4f系统的记录 和再现情况作了比较全面的研究,并数值分析了不同放大倍数下4f系统的再现场 的对比度和最佳干板黑密度的差别,结论是:采用放大的4f系统,会增大记录条 纹的对比度、增加记录景深;干板的最佳黑密度值减少,相应的透过率将增大。 四、以圆形粒子为例,本文详细计算了在干板记录不同次瓣数目的情况下粒 子再现场的光强分布的差别,通过与实验结果比较,验证了理论分析的正确性。 此外,分析得出再现平面就是粒子边缘对比度最大的平面的结论。还有,本文研 究发现,从再现面的粒子的强度分布可以判断干板记录全息图的情况,这为改进 洗像工艺提供了初步的依据。
【学位授予单位】:中国工程物理研究院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:O438

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【参考文献】
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