[其他]波的全息成象法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 85109697
• 申請日: 1985-12-20
• 公開（公告）號: CN85109697A
• 公開（公告）日: 1987-06-24
• 發(fā)明（設計）人: 林文淵
• 申請（專利權(quán)）人: 林文淵
• 主分類號: G03H5/00
• 分類號: G03H5/00;G03H3/00
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本文涉及物理學的全息成象方法。

現(xiàn)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(jīng)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(jīng)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(shù)據(jù)。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(jù)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(guān)系

§1????一個觀測點A

如圖1所示：F為脈沖信號發(fā)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(fā)射臺發(fā)射該脈沖的時刻;

Tfa為脈沖信號從發(fā)射臺直接到達A的時刻;

Tpa為信號經(jīng)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(zhuǎn)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(guān)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(fā)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(guān)系：

相貫線AB上任何一點反射的波必定出現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)，但相貫線AB上卻沒有反射點，因此就出現(xiàn)假點。

§3????另一種對應關(guān)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(zhuǎn)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(guān)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