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鑒于此,來(lái)自比利時(shí)列日大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì) Marc Georges 等人總結(jié)了熱紅外波段、太赫茲波段的數(shù)字全息技術(shù)研究的應(yīng)用與挑戰(zhàn),以“Holography in the invisible. From the thermal infrared to the terahertz waves: outstanding applications and fundamental limits”為題在 Light: Advanced Manufacturing 發(fā)表綜述文章。
該綜述文章主要探討了肉眼不可見(jiàn)的長(zhǎng)波紅外光(如 7 μm 到 15 μm范圍)和太赫茲波段(如 300 μm 到 3 mm范圍,即 1 到 0.1 THz)的數(shù)字全息技術(shù),并給出了其相比于可見(jiàn)光全息技術(shù)的特點(diǎn)與現(xiàn)有的挑戰(zhàn)。
1.波長(zhǎng)對(duì)干涉圖樣記錄相機(jī)的參數(shù)影響。由于更大波長(zhǎng)形成的干涉圖樣的散斑或條紋間距較大,所用的 CCD 或記錄相機(jī)的像元間距較大(如 17 μm,而可見(jiàn)光用的相機(jī)的像元間距為 4 μm),因此對(duì)于較大尺寸的物體(如 2 m x 2m),長(zhǎng)波全息技術(shù)具有更大的離軸角度(off-axis angle)。然而,受限于衍射極限,其復(fù)現(xiàn)圖像時(shí)的橫向分辨率也會(huì)降低 1 到 2 個(gè)數(shù)量級(jí),為了更清晰的復(fù)現(xiàn)原物體,需要將物體與相機(jī)的間距拉近。對(duì)于 THz 波段,甚至縮小到 5 cm(挑戰(zhàn))。
2.相位測(cè)量與分辨率。無(wú)論是可見(jiàn)光全息技術(shù)還是長(zhǎng)波長(zhǎng)全息技術(shù),所記錄的干涉圖樣變化可用于計(jì)算傳輸波的相位變化。由于相位差與光程差有關(guān),因此常利用相位差大小檢測(cè)兩次測(cè)量中物體發(fā)生的形變大小(會(huì)產(chǎn)生光程差)。通俗地講,采用不同波長(zhǎng)相當(dāng)于采用不同精度的尺子。可見(jiàn)光“尺子”的精度高,但量程小,對(duì)于產(chǎn)生較大形變(如 50 μm)的物體,可見(jiàn)光產(chǎn)生的干涉圖樣過(guò)度密集,無(wú)法較好地呈現(xiàn)出形變的信息。利用長(zhǎng)波長(zhǎng)“尺子”,雖然測(cè)量精度降低,但量程大,能夠滿足較大形變的測(cè)量,通過(guò)數(shù)字全息技術(shù),可用于如大面積輪胎形變、太空用機(jī)身形變等應(yīng)變的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
3.反射類(lèi)型。當(dāng)物體表面的粗糙度遠(yuǎn)小于工作波長(zhǎng)時(shí),光波入射到物體表面會(huì)形成鏡面反射,當(dāng)物體粗糙度遠(yuǎn)大于工作波長(zhǎng)時(shí),則形成散射,記錄的干涉圖樣也為散斑(這是全息技術(shù)計(jì)算中所需要的)。然而,某物體的粗糙度對(duì)于可見(jiàn)光而言可形成散射,對(duì)于長(zhǎng)波長(zhǎng),特別是 THz 波段時(shí),卻容易變成鏡面反射,加大了如拋物面等物體的物體波收集的難度(挑戰(zhàn))