提要：本文從數(shù)字全息記錄與再現(xiàn)技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)，探討數(shù)字全息技術(shù)在反源問題中的應(yīng)用。分析了用數(shù)字全息圖探測(cè)光波復(fù)振幅的方法，討論了數(shù)字全息再現(xiàn)原始像的方法，并將其應(yīng)用于光源的重構(gòu)。  

關(guān)鍵詞：全息圖；數(shù)字全息；反源問題；菲涅耳衍射

數(shù)字全息112是由 J.W. Goodman 和 R.W. Lawrence 在 1967年提出的,它沿用了 D. Gabor 的全息思想, 但改革了全息圖的記錄、 存儲(chǔ)和再現(xiàn)的手段, 用光敏電子器件代替普通照相的記錄介質(zhì)記錄物光與參考光的干涉條紋, 得到數(shù)字式的全息圖存入計(jì)算機(jī),然后用數(shù)值計(jì)算的方法進(jìn)行再現(xiàn), 它拓寬了全息技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方法與應(yīng)用范圍。但由于受當(dāng)時(shí)光敏電子器件及計(jì)算機(jī)水平的限制, 多年來發(fā)展緩慢。近年來,隨著計(jì)算機(jī)性能(運(yùn)算速度及存儲(chǔ)容量) 的大幅提高及高性能電荷藕合器件( CCD)的出現(xiàn), 數(shù)字全息技術(shù)及其應(yīng)用研究得到了廣泛的關(guān)注。

數(shù)字全息由于沒有普通全息的濕處理過程, 實(shí)現(xiàn)了全息圖記錄、 存儲(chǔ)、 處理和再現(xiàn)過程的數(shù)字化, 記錄和再現(xiàn)過程都比普通全息方便、 快捷, 所以數(shù)字全息是一種很有潛力的光測(cè)量方法,目前已被應(yīng)用于三維物體的形貌測(cè)量、 干涉計(jì)量、粒子場(chǎng)測(cè)量、 數(shù)字全息顯微鏡等領(lǐng)域12- 52。數(shù)字全息再現(xiàn)時(shí)能重建光波場(chǎng)的復(fù)振幅(包括強(qiáng)度及位相的分布) , 這一特點(diǎn)使數(shù)字全息能用來解決反光學(xué)問題中某些問題, 本文探討數(shù)字全息術(shù)在反源問題中的應(yīng)用。

1.反源問題

由前一時(shí)刻的光波分布U0 ( r0, t)求光波經(jīng)傳播或衍射后下一時(shí)刻到達(dá)前方某處的光波分布 U( r, t+ $t) 稱作求解光學(xué)的直接問題。反過來由后一時(shí)刻探測(cè)到的光波分布 U( r, t

+ $t) 求解前一時(shí)刻的光波分布 U0 ( r0, t) , 稱求解反光學(xué)問題162。反源問題172是反光學(xué)問題的一個(gè)分支,由距光源一定距離的位置上探測(cè)到的輻射分布反求出光源的分布稱為反源問題。解決反源問題的關(guān)鍵有二個(gè): ( 1) 光源輻射復(fù)振幅分布的探測(cè), ( 2) 由探測(cè)到的輻射分布重構(gòu)光源分布。1970年E.Wolf 曾成功地將普通全息術(shù)用于反散射問題182, 解決此類問題數(shù)字全息術(shù)比普通全息術(shù)更具優(yōu)勢(shì)。下面我們用數(shù)字全息術(shù)來求解反源問題。

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