利用双光栅组合进行全息相片白光再现的研究开题报告

全文总字数：3493字

1. 研究目的与意义（文献综述）

衍射光栅是一种分光元件,也是光谱仪器的核心元件。作为色散元件,广泛用于摄谱仪光谱分析,是分析物质成分，探索宇宙奥秘，开发大自然的必用仪器，极大地推动了包括物理学，天文学，化学，生物学等科学的全面发展。近年来,一系列新型光栅的出现对科学技术的发展和工业生产技术的革新也发挥着越来越大的作用。

目前，双光栅组合系统的衍射特性得到一定研究，该系统在成像及测量工作的实际应用十分广泛。国内外对于光栅系统的研究也是十分深入，在光栅的测量方面，光栅位移测量起源于20世纪50年代，1954年，英国建立了第一个利用莫尔条纹测量线位移的工作样机，随后各国家开始进行不断的研究，基于干涉和衍射的测量系统开始逐渐发展起来的。日本佳能公司从 1990年开始大量申请衍射光干涉方面的专利，不断发展位置传感器，ml-08/1000ga线性传感器在10mm范围内线性精度达到±0.08μm。中国科学院长春光学精密机械与物理研究所(简称长光所) 1959年自主研制出了我国第一台光栅刻划机和第一块光栅。2016年，长光所制造出目前世界上面积最大的高精度中阶梯光栅。在国内外近期的研究中，对于双光栅的测量位移以及震动的实验原理在进行不断地修正与探讨，不断地进行完善。

全息术是近代光学的重要组成部分,白光再现全息技术是其中的重要内容,虽然在这方面已经发展了诸如彩虹全息、反射全息、像全息等多种白光再现全息技术,有的已十分成熟还带动了相当规模的全息产业,但是,普通透射全息图与它们相比,拍摄方法简单,受限制少,对物体三维信息的记录具有优势,因此,实现普通透射全息图的白光再现仍然是全息工作者追求的目标之一。光栅具有良好的色散特性为人们所熟知而被广泛应用,然而,随着对光栅的“光谱成象”的深入研究,人们认识到光栅除了具有为广为熟知的色散特性外,还具有鲜为人知的汇合光谱特性。所谓光栅汇合光谱特性指的是不同入射角的各色光束经光栅衍射后得到有相同(或基本相同)出射角光束的性质。对于普通透射全息图的白光再现问题, 已有几十年的探索,虽然有些成果已公开报道,但这些方法在理论上未能从根本上解决问题 ,因而效果不理想, 未能得到发展。在各种类型的全息图中,普通透射全息图由于拍摄方法简单,受限制少,对物体三维信息的记录具有优势,因此 ,实现普通透射全息图的白光再现具有重要意义。本次毕设工作在详细讨论双光栅的合色特性的基础上，将规整光栅与全息照片组合来讨论、研究全息相片白光再现的规律与特点，为其实际应用做些基础准备。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

本次研究的基本内容就是利用双光栅组合进行全息相片白光再现，通过讨论双光栅组合系统的衍射特性，然后研究该系统在成像及测量工作的实际应用，并且采用300线/mm和600线/mm两种光栅组合进行实际研究。

研究目标：

3. 研究计划与安排

第一阶段（第4周-第8周） 在第1-3周完成开题报告的基础上，继续查阅资料，调查研究，与导师讨论，对于双光栅组合系统的衍射特性，以及成像的理论研究，公式推导完成论文初稿，并在此期间，完成外文翻译。

第二阶段（第9周-第12周）在实验室利用300线/mm和600线/mm两种光栅组合进行实际研究，进一步完善论文并参加中期答辩。

第三阶段（第13周-第15周）在导师的指导下，总结工作结果，进一步修改，完成毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 范希智 物理光学[m] 北京：清华大学出版社，2016.10:242-214.

[2]xiaotao mi,shanwen zhang,xiangdong qi,et al. effect of thechanges in refractive index of air on grating diffraction wavefront[j]. opticscommunications,2020,457.