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绪论1

参考文献9

第1章 全息光学的基本原理15

1.1 衍射光学15

1.1.1 光的相干15

1.1.2 光的衍射17

1.1.3 波带片和衍射透镜18

1.2 光学全息的基本原理21

1.2.1 基本概念21

1.2.2 数学分析23

1.3 全息图的分类25

1.3.1 振幅全息图和相位全息图26

1.3.2 薄全息图和厚全息图28

1.3.3 共轴全息图和离轴全息图30

1.3.4 透射全息图和反射全息图32

1.3.5 近场全息图和远场全息图33

1.3.6 傅里叶变换全息图和针孔全息图35

1.4 全息光学元件的弯曲36

参考文献38

第2章 全息光学元件的近轴成像理论39

2.1 点源全息图和全息光学元件39

2.2 全息光学元件的成像40

2.3 全息光学元件的放大率43

2.3.1 X方向上的横向放大率Mx43

2.3.2 Y方向上的横向放大率My44

2.3.3 Z方向上的纵向放大率Mz44

2.3.4 横向放大率与纵向放大率之间的关系44

2.3.5 角放大率45

2.4 全息光学元件的基点45

2.4.1 焦点和焦平面46

2.4.2 主点和主平面48

2.4.3 节点和节平面48

2.4.4 全息光学系统理想成像作图法50

2.5 全息光学元件的成像性质51

2.6 薄光栅分解55

2.7 全息光学元件的传递函数58

2.8 全息光学元件的衍射效率59

2.8.1 定义59

2.8.2 透射全息光学元件的衍射效率61

2.8.3 反射吸收全息光学元件的衍射效率63

2.9 全息光学元件的消色差64

2.9.1 横向色差的补偿65

2.9.2 纵向色差的补偿67

2.10 低像差和高衍射效率70

2.11 全息光学反射镜72

参考文献74

第3章 全息光学设计的基础理论77

3.1 Welford的矢量分析理论78

3.2 全息光学设计中的坐标变换81

3.3 全息光学设计中的光线追迹82

3.3.1 全息光线追迹的一般形式83

3.3.2 全息傅里叶变换透镜的光线追迹85

3.3.3 全息显微系统的光线追迹89

3.4 K矢量闭合分析法91

3.5 全息光学元件的递归设计法94

3.5.1 递归设计的基本概念94

3.5.2 递归设计的基本分析96

3.6 等效透镜设计方法98

3.6.1 基本概念99

3.6.2 Lukosz设计方法102

3.6.3 Fred设计方法107

3.6.4 Sweatt设计方法108

3.6.5 Chen设计方法115

3.7 均方差优化方法120

3.7.1 最小均方差的概念121

3.7.2 最佳光栅函数121

3.7.3 光栅函数的近似解122

3.7.4 设计举例123

参考文献124

第4章 全息光学系统的设计127

4.1 全息光束成形透镜的设计127

4.1.1 以静态相位近似表达式为基础的设计方法129

4.1.2 以迭代傅里叶变换算法为基础的设计方法130

4.2 激光扫描仪中全息光学系统的设计132

4.3 全息fθ透镜的设计136

4.4 厚全息光学元件的设计139

4.5 准直全息光学元件的设计141

4.6 红外全息光学元件的设计143

4.7 非球面全息光学元件的设计145

4.8 多端面全息光学元件的设计150

4.9 层叠式全息光学元件的设计154

4.10 无像差全息光学元件的设计155

4.11 其他类型全息光学元件的设计157

4.11.1 全息柱面透镜158

4.11.2 多焦全息光学透镜158

参考文献158

第5章 全息光学元件的像差161

5.1 像差概述163

5.2 全息光学元件的初级像差166

5.3 全息光学元件的高级像差170

5.4 曲面基板全息光学元件的像差系数174

5.5 波长位移像差178

5.6 消色差全息光学系统的二级色差180

5.7 像差补偿与平衡184

5.8 无球差记录和衍射效率之间的关系188

参考文献189

第6章 计算全息光学元件191

6.1 计算全息光学元件编码技术195

6.1.1 概述195

6.1.2 计算全息光学元件的基本性能197

6.1.3 编码方法分析198

6.1.4 迭代编码方法203

6.2 计算全息光学元件的制造加工206

6.3 非球面计算全息光学元件212

6.4 子波变换和计算全息术217

6.4.1 光学子波变换217

6.4.2 基本的子波函数218

6.4.3 应用于全息分析中的子波变换219

6.4.4 计算全息元件的光学子波变换220

6.4.5 CGH和JTC子波变换221

6.5 二元光学223

6.5.1 二元光学混合目镜225

6.5.2 二元光学混合微光物镜227

6.5.3 二元光学混合摄影物镜228

参考文献230

第7章 全息光学元件的记录材料233

7.1 理想的全息记录介质233

7.2 全息记录材料的分类236

7.3 卤化银乳胶239

7.3.1 材料的非线性242

7.3.2 噪声光栅245

7.3.3 调制的非线性246

7.3.4 波长和角度选择性248

7.3.5 调制传递函数249

7.4 重铬酸盐明胶（DCG）252

7.4.1 概述252

7.4.2 DCG全息元件的形成机理255

7.4.3 动态吸收257

7.4.4 曝光特性258

7.4.5 环境稳定性260

7.4.6 红光敏感性260

7.5 光致抗蚀剂乳胶262

7.5.1 光致抗蚀剂全息底版的非线性263

7.5.2 光致抗蚀剂的灵敏度263

7.5.3 光致抗蚀剂底版的处理工艺264

7.5.4 改善光致抗蚀剂记录方法的一些建议265

7.6 记录红外全息透镜的塑料材料266

7.7 有机全息记录材料268

参考文献271

第8章 全息光学元件的记录技术274

8.1 记录金息光学元件的基本步骤274

8.2 记录全息光学元件的主要设备277

8.2.1 光学平台277

8.2.2 记录光源278

8.2.3 记录光学系统280

8.3 卤化银全息光学元件的处理工艺285

8.3.1 Agfa-Gevaert乳胶和Kodak乳胶286

8.3.2 卤化银底版的漂白289

8.3.3 提高衍射效率的一些尝试291

8.4 重铬酸盐明胶全息光学元件的处理工艺296

8.4.1 DCG底版的制作297

8.4.2 使用硬化DCG全息底版的处理程序302

8.4.3 提高亚甲兰敏化重铬酸盐明胶灵敏度的方法304

8.5 全息光学元件记录过程中的细节问题305

8.5.1 折射率匹配箱306

8.5.2 杂散光的遮拦306

8.5.3 光学基版306

8.5.4 记录光束比307

8.5.5 调制度控制308

8.5.6 乳胶的厚度308

8.5.7 高斯激光光束308

8.5.8 偏振的考虑311

8.5.9 产生均匀激光束的吸收透镜311

8.5.10 利用环境湿度控制再现成像波长313

参考文献314

第9章 全息平视显示器317

9.1 普通的平视显示器（HUD）317

9.2 连续透镜的概念320

9.3 平面全息平视显示器324

9.4 曲面全息平视显示器329

9.5 低畸变全息平视显示器337

9.5.1 非球面全息组合玻璃记录图形的分析338

9.5.2 非球面全息组合玻璃339

9.5.3 平视显示器光学系统的设计341

9.5.4 系统的性能345

9.5.5 记录光束的实现346

9.6 低空红外导航／瞄准全息平视显示器347

9.7 全息头盔显示／瞄准器348

参考文献353

第10章 全息扫描装置354

10.1 全息激光扫描器的基本概念356

10.2 二维全息扫描器359

10.3 全息条形码扫描器364

10.4 全息CD光学扫描头368

10.5 激光打印全息扫描器371

参考文献375

第11章 全息光学元件的其他应用377

11.1 全息光束成形镜377

11.2 全息室内无绳红外通讯接收系统380

11.3 校正玻璃透镜像差382

11.4 信用卡全息扫描仪383

11.5 全息机械加工仪384

11.6 多重成像全息光学元件385

11.7 全息四分之一波带片386

11.8 全息光学测量系统388

11.9 变空间全息光学元件392

11.10 全息资料阅读仪393

11.11 全息地图仪395

11.12 全息激光保护眼镜396

11.13 无透镜半导体激光器MSF-HOE校正器399

11.14 小型全息数据处理器400

11.15 全息光学互连器401

11.16 全息照相机404

11.17 医用全息内窥诊断显示器405

11.18 全息自动防伪检查仪406

11.19 全息望远镜408

11.20 全息导弹制导系统410

11.21 全息径向剪切干涉仪411

11.22 全息十涉显微术413

11.23 全息光纤耦合器416

11.24 空间光调制器缺陷消除418

11.25 全息波分复技术420

11.26 全息多普勒速率计421

11.27 全息匹配滤波光学处理器423

11.28 全息多层视窗424

11.29 全息面形测量仪425

11.30 全息电影427

11.31 全息体视投影仪429

11.32 全息法布里－珀罗标准具430

11.33 晶体生长速率全息监视仪431

11.34 紫外全息聚光镜432

11.35 超级并行全息光学相关器434

参考文献435

第12章 全息光学设计软件441

12.1 全息光学元件成像的矢量分析442

12.2 偏心倾斜元件的光线追迹444

12.3 光学设计软件CODEV445

12.4 光学设计软件GOLD452

12.5 其他光学设计软件454

参考文献455