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《北京理工大学》 2016年
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正交圆偏振光记录条件下偏光全息零再现机理研究及实验验证

王珏  
【摘要】:偏光全息是在传统全息的基础上,除了可以将记录信号光与参考光的振幅、位相信息保存于全息图内,光的偏振信息也可以被记录。偏光全息的实现,需要偏振敏感材料作为记录介质,只有利用具备这种特性的材料,振幅、位相及偏振信息才可以同时被记录于其中。偏光全息以偏振态作为分析重点。上个世纪,偏光全息曾发展一段时间,但是由于所用理论并不完全适用于偏光全息,导致再现信号光的偏振态的表示方式过于复杂,或是推导出的结果只能在傍轴近似的假设下才可以成立,对于大角度的偏光全息并不适用。最近几年,一种引入介电张量的偏光全息理论被提出,它打破了记录信号光与参考光夹角的限制。在新的偏光全息理论中,首先用关于电场的函数表示偏振敏感材料的光致介电张量的变化,然后结合耦合波理论及麦克斯韦方程组来描述全息记录及再现过程,并分析了再现光的偏振状态。本文中会基于该理论研究偏光全息的记录与再现,并且描述正交圆偏振光的偏光全息分析结果。通过分析可以发现,当用与原始参考光正交的再现参考光去读全息图时,某一时刻会出现再现信号光光强为零的现象,称之为零再现。为了找出零再现出现的根本原因,本文首先从理论上进行了解释,在此过程中,将再现参考光分解成两种基本线偏振光,从而得到两组再现信号光,由此可以分析出再现信号光中同偏振分量之间的位相差,然后设计了一种结合干涉方法的实验方案,测量出了位相差的具体数值,通过比较理论分析与实验结果,发现二者相符,由此零再现的现象得到合理的解释。
【关键词】:偏光全息 介电张量 圆偏振光 零再现 位相差 干涉
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:O438.1;O436.3
【目录】:
  • 摘要5-6
  • Abstract6-9
  • 第1章 绪论9-19
  • 1.1 引言9
  • 1.2 光的偏振9-13
  • 1.3 偏光全息13-17
  • 1.3.1 偏光全息简介13-14
  • 1.3.2 偏光全息国内外发展概况14-17
  • 1.4 零再现现象研究概况17-18
  • 1.5 章节安排18-19
  • 第2章 正交圆偏振光的偏光全息零再现理论分析19-31
  • 2.1 各向异性材料偏振敏感机理19
  • 2.2 偏光全息中的介电张量分析19-20
  • 2.3 偏光全息记录过程20-21
  • 2.4 偏光全息再现过程21-25
  • 2.5 基于正交圆偏振光的偏光全息25-27
  • 2.6 正交圆偏振光的零再现理论分析27-30
  • 2.7 本章小结30-31
  • 第3章 光的干涉及位相差测量方法31-38
  • 3.1 光的干涉31
  • 3.2 双光束干涉的基本条件31-34
  • 3.2.1 干涉场强度31-32
  • 3.2.2 干涉项32-33
  • 3.2.3 干涉装置33-34
  • 3.3 两个干涉波的干涉34-36
  • 3.3.1 干涉场强度公式34-35
  • 3.3.2 干涉强度分布特点35-36
  • 3.4 位相差测量与干涉条纹的关系36-37
  • 3.5 本章小结37-38
  • 第4章 正交圆偏振光记录条件下偏光全息零再现机理分析实验方案设计及结果分析38-49
  • 4.1 偏光全息材料制备及检验38-40
  • 4.1.1 偏光全息材料的制备38-39
  • 4.1.2 偏光全系材料特性检验39-40
  • 4.2 圆偏振光的产生40-41
  • 4.3 出现零再现条件(A+B=0 )的确定41-43
  • 4.4 整体实验平台及实验结果数据43-47
  • 4.4.1 零再现条件( A+B=0)的确认43-45
  • 4.4.2 位相差的测定45-47
  • 4.5 本章小结47-49
  • 总结与展望49-51
  • 参考文献51-55
  • 攻读学位期间发表论文与研究成果清单55-56
  • 致谢56

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