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本论文主要研究全息图记录和重现的计算机模拟算法。经典光全息术包括波阵面记录和波阵面重现两步。全息波阵面记录将物光和参考光以干涉条纹记录成全息图,此全息图同时记录了物光波的振幅和相位;全息波阵面重现,就是用光波照射全息图,通过光的衍射,从全息图中再现出原始物体的光波。但是由于光全息技术要求具有高度相干性及高强度的光源、非常稳定的光学系统,因此限制了它们的应用范围。因此,相继产生了计算全息和数字全息技术。 计算全息是将先进的计算机技术和光全息术结合起来,利用计算机产生全息图。它不需要物体实际存在,而是把物波的数学描述输入计算机处理后,绘制出全息图,然后用光学方法重现。数字全息的基本原理是用光敏电子元件(如CCD)代替普通照相记录介质,获取物体和参考光的干涉全息图,然后用数字计算方式再现。 本文尝试将计算全息与数字全息相结合,研究光线的菲涅耳衍射传播的模拟算法,用计算机模拟生成全息图,并由所生成的全息图再现出原始图像,实现全息图的数字重现。首先研究光线衍射传播的模拟算法,分别利用直接积分法、卷积法和傅里叶变换法实现了菲涅耳积分的数值计算方法,同时比较了这三种方法的优劣。以光线通过圆形孔径传播为例,对衍射后的光场分布进行数值计算,得到菲涅耳衍射和夫琅和费衍射光场的强度分布。利用菲涅耳衍射积分的数值算法,分别实现了基元全息图和菲涅耳全息图的计算机生成和数字重现.本文还研究三维物体的计算全息图。首先利用坐标旋转讨论不平行于全息面的平面所构成的物体的计算全息图:接着采用坐标变换讨论曲面物体的计算全息图,创造性地将计算机图形学中的共形对应原理运用到计算全息中,生成了简单曲面(如球面)物体的计算全息图,并用数字重现验证了变换的正确性,为今后复杂三维物体的计算全息图的研究奠定基础。