OpticStudio 中的全息图建模 – 反射形式
全息图是由物体散射的光束干涉形成的三维图像。与仅记录光强度的照片不同，全息图同时记录光的强度和相位。这使得全息图像呈现出三维效果，随着观看者的视角变化而呈现视差和深度。
制作全息图的过程涉及使用激光将光分成两束：物体光束和参考光束。物体光束照亮物体，其光散射到记录介质（如全息板或感光材料）上。参考光束直接照射到记录介质上。物体和参考光束之间的干涉图案记录在介质上，从而创建全息图。
图1 全息图的典型图像
在播放过程中，当用相干光（如激光）照射时，全息图会重建原始光波，产生看似漂浮在空间中的三维图像。全息技术可应用于艺术、信用卡安全功能、全息显示以及三维可视化有价值的其他领域。
图2 反射式全息图布局
全息图表面（图 2 中的橙色）可用于模拟光学构造的全息图。全息图表面可以是平面、球面或圆锥形，全息图后面的介质可以是空气或玻璃。玻璃也可以是“镜子”，表示全息图是反射构造和使用的。全息图本身由表面凹陷图的 x、y 和 z 坐标描述，以构造点（图 3）、构造波长和衍射级显示。
图 3 表面垂度图（单位：毫米）
全息图以透射或反射的方式构造和使用。有时全息图以透射方式构造，然后基材镀铝并以反射方式使用。这种特殊情况可以通过指定负构造波长来模拟全息图表面。
图4 2π周期的表面相位图
图 4 中的表面相位考虑了表面上任何孔径的大小和形状，即使孔径偏心。相位是在 XY 平面上的均匀点网格上计算的，相位值是显示的数据。此功能以周期为单位定义相位。一个周期代表 2π 的相位变化。不会给射线带来相位变化的表面（例如标准表面）将在表面相位显示的任何位置显示零相位。
图5 两个视场的光学像差（最大尺度：1毫米）
该系统有两个视场，物体高度分别为 0 毫米和 10 毫米。图 5 显示了两个视场在图像平面上的光线扇形。它通常显示来自不同视场点和物体高度的光线如何通过光学系统会聚或发散。全息图表面通常不会引起明显的像差。如图所示，像差限制在 0.5 毫米以内。
对于全息术来说，使用能够理解干涉和衍射原理的软件至关重要，因为干涉和衍射是全息图像形成的核心。Zemax 是一款功能强大的光学设计和分析工具，适用于包括全息图构造在内的各种光学系统。