LCD-CCD信息光学实验系统

【摘要】：LCD-CCD信息光学实验系统是我们新近设计开发的一套教学实验系统。该系统硬件主要由激光器、高分辨液晶光调制器(LCD)、CCD图像采集器、计算机、及构成实验光路的光学元器件组成; 系统软件主要由有关驱动程序、计算全息编码程序、全息数字再现及图像处理程序组成。利用该实验系统可以完成多项信息光学方面的实验内容,如:(1)计算全息实验:编码、模拟与实时再现;(2)数字费涅尔全息;(3)数字傅立叶变换全息术;(4)相移数字全息术;(5)空间频谱和空间滤波实验;(6) 相关图像识别等。以计算全息实验为例:利用该实验系统可以方便地开展计算全息和衍射光学元件设计方面的实验内容。计算全息除了其在工业和科学研究方面的应用价值,也是一个非常好的教学工具。要做好一个计算全息图,既要熟悉衍射光学、光全息学等物理知识,还要了解抽样理论、快速傅里叶变换、调制技术和计算机编程方面的知识。这些知识对于物理类和光电信息技术类专业的学生和研究人员都是不可缺少的。因此计算全息实验是现代光学中非常重要的实验内容。但由于传统方法中,这类实验涉及较复杂的缩微照相或微光刻技术,因此限制了这方面的实验在普通院校中的开展。利用本实验系统中配置的高分辨液晶空间光调制器和有关软件可以进行计算全息编码实验并可实时观察和记录再现结果,从而避免了缩微照相或微光刻过程,为开辰这类实验提供了条件。同时,该实验系统中的高分辨液晶光调制器也有助于教师开展信息光学和衍射光学领域的科学研究。本论文主要介绍了该实验系统在计算全息、数字全息和空间滤波实验中的实际应用实例,给出了有关实验结果。