[其他]波的全息成象法

無效

• 申請號: 85109697
• 申請日: 1985-12-20
• 公開（公告）號: CN85109697A
• 公開（公告）日: 1987-06-24
• 發明（設計）人: 林文淵
• 申請（專利權）人: 林文淵
• 主分類號: G03H5/00
• 分類號: G03H5/00;G03H3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本文涉及物理學的全息成象方法。

現有的全息成象有：激光全息成象。

其原理是：先將一束激光分成兩部份。一部份直接照射在被攝物體上經該物體反射后與另一部份光束在照相底片上相遇。相干后被照相底片記錄下來。

當用一束激光，從一定角度照射到底片上，就可還原出原物體的全息象。

本成象法是記錄下同一脈沖到達各個觀測點的時刻;或者每個觀測點同一瞬間記錄下到達該點的波的相位。經計算機處理后，計算出反射點的空間坐標。在屏幕上還原出從某一地點觀測空間的圖象。

這里所說的全息是指：一次觀測的數據。可在屏幕上顯示出不同地點觀測空間的圖象。這些圖象與實際上到達那些地點時所看見的一樣。

一、時間差成象

它是根據記錄同一脈沖到達各觀測點的時間差來成象的。

（一）時間差與空間點的對應關系

§1????一個觀測點A

如圖1所示：F為脈沖信號發射臺。P為反射點，A為觀測點。在A點用示波器來記錄信號脈沖，就得到圖2的波形。

Tf為發射臺發射該脈沖的時刻;

Tfa為脈沖信號從發射臺直接到達A的時刻;

Tpa為信號經P點反射后到達A的時刻：

△tap＝Tpa-Tfa

△tap＝ (PA+FP-FA)/(V)

V為該種波在當時情況下的速度。

移項后：

FP+PA＝V×△tap+FA……（1）

式（1）中，

V、FA為定值，那么對于同一個△tap的反射點在空間的軌跡，變成為：求到兩定點F、A的距離之和為定值的點的軌跡。那就是以F和A為兩焦點，以FA為旋轉軸的橢球面A。

這樣，我們就建立了空間的橢球面A與△tap之間的一一對應的關系，橢球面A上的點（任意一點）所反射的波，必定在Tpa上。示波器上Tpa位置有反射波的脈沖。該反射點必定在橢球面A上。

§2????兩個觀測點A、B

如圖3所示：F為發射臺，P為反射點，A和B為觀測點。

圖4為A、B點上兩示波器上的波形，以及以Tf為標準相重迭后的波形。

從§1可知Tpa、Tpb與橢球面A、橢球面B相對應。

反射點P既在橢球面A上又在橢球面B上。因此P點一定在兩個橢球面的相貫線AB上。

這樣我們就建立了，兩個橢球面的相貫線AB與Tpa和Tpb的對應關系：

相貫線AB上任何一點反射的波必定出現在Tpa和Tpb的位置上面。

反之只有當反射點是一個時才能成立，當反射點多于一個時，就可能出現下述情況：

反射點P在橢球面A上，但不在橢球面B上。而另一個反射點Q在橢球面B上，但不在橢球面A上。這時Tpa和Tpb都有反射波形出現，但相貫線AB上卻沒有反射點，因此就出現假點。

§3????另一種對應關系

從§1、圖3和圖4可得：

FP+PA＝V×△tap+FA

FP+PB＝V×△tbp+FB

兩式相減得：

PA-PB＝V×（△tap-△tbp）+FA-FB

PA-PB＝V×△tab+FA-FB……（2）

由于V、FA、FB都為定值，因此對于同一個△tab式（2）變成為：

PA-PB＝C

C為定值。

所以這時P點的空間軌跡為：到兩定點A、B的距離之差為定值的點的軌跡。即是以A、B為旋轉軸的雙曲面AB。

這樣就建立了時間差△tab與雙曲面AB之間的對應關系：

（1）分別屬于A、B兩觀測點的反射脈沖Tpai和Tpbj。

當????Tpai-Tpbj＝△tab

那么由這兩個脈沖所確定的反射點在雙曲面AB上。

（2）雙曲面AB上有一個反射點Pim。那么，在A、B觀測點上一定可以找到Tpai和Tpbi。

且????Tpai-Tpbi＝△tab

（3）如果

｜Tpai-Tpbj｜＞ (AB)/(V) ……（3）

那么與Tpai和Tpbj對應的點是不存在的，因此就無須考慮。

式（3）中：AB是指圖（3）中觀測點A、B之間的距離，V為波速。

§4????三觀測點A、B、C

暫時只考慮一個反射點P的情況。

再增加一個觀測點C。與△tcp相對應的橢球面C過P點，因此與相貫線AB相交或相切。只有一個切點，就是P點。如果相交，就有兩個交點。因此三個觀測點還無法確定P點的位置。

§5????四個觀測點