【计算机制全息图】
拼译：computer-generated hologram
综合全息图或计算全息是指直接由计算机的图形装置输出的全息图。只要给出物体或任意波面的数学表达式，由计算机算出全息图的振幅透过率，通过监示器显示或绘图机输出。这类全息图理论上可生成任意形状物体甚至(客观)并不存在的物体；比普通光学全息图更具灵活性，故计算全息一出现就被广泛应用于制作光学空间滤波器，非球面面型检测和异型光学元件等。更由于它是以计算机输入，图形输出，故可作为光电混合处理系统的电一光转换接口。
计算全息的研究工作主要分3个方面：(1)编码技术的研究：1966年布朗(Brown)和罗曼(Lohmann)发明迂迴相位全息图，用孔径的大小表示幅值，以孔径位置表示相位。1970年博卡特(Burchardt)提出将一复数函数用3个相距120°相位的正值来编码。李(Lee)提出用4个相位的非负函数来编码。1972年怀安特(Wyant)和班奈特(Benett)以及1974年Lee分别提出用相位变化制作干涉型全息图。(2)计算全息的应用研究：布朗和罗曼等人(1966)利用计算全息制作匹配滤波器，编码传输及空间频率滤波。李(Lee)和葛瑞尔(Greer1974)将计算全息匹配滤波器用于综合孔径雷达的数据处理系统中。怀安特和班奈特(1972)把计算全息用于干涉仪中检测非球面面型。金(King)，纳尔(Noll)和拜瑞(Berry1970)以及谷田贝(1974)则将它用于物体的三维显示。布瑞姆来(Bramley1973)和怀特安(1975)做出了计算全息激光扫描器。(3)计算全息图的质量提高的研究：1973年阿卡哈瑞(Akahori)、达拉斯(Dallas)和戈倍尔(Gabel1975)等提出用随机编码技术降低傅里叶变换全息图的动态规范。赖斯姆(Lesem)、赫斯(Hirsch)和杰尔丹(Jordan1967～1970)作出了纯位相的相息图(Kinoform)。朱(Chu)、斐奈普(Fienup)和古德曼(Goodman1973)利用柯达全色幻灯片记录了辐值和相位的(ROACH)全息图。计算全息图一般可分为两大类：迂迴相位全息图(Detour Phase Holograms)和干涉型全息图(Interferometric Holograms)1．迂迥相位全息图。它具有3个特点：(1)全息图的透过率是二元的；(2)全息图可记录任意复数函数的振幅与相位；(3)不像一般离轴全息图那样需要引用明显的载频或偏置。假设以复函数A(x，y)exp［iΦ(x，y)］表示欲用计算全息再现的波面，首先根据采样定理进行等间隔采样，即采样距离必须小于1／U，U是波面在采样方向上的带宽，然后根据全息图的类型(像全息图，傅里叶变换全息图或菲涅尔全息图)进行计算，将各采样点的振幅与相位值进行编码，制图及微缩，最后在干板或胶片上形成计算全息图。全息图的振幅透过率为：
t(x．y)=0．5｛1+cos［2παx－Φ(x，y)］｝
其中Φ(x．y)为再现波面的相位函数，α为空间载频，透过率函数极大值位置为：
2παx－Φ(x，y)=2πn
计算全息干涉图常用于生成任意复杂或特殊波面，可用于非球面的检测、激光扫描器、波面校正或像差的校正。上述两大类计算全息图目前存在的主要技术难题有2个：(1)计算全息图制作时受到制板设备的限制，其分辨率不高，从而限制了全息图的空间带宽积；(2))计算全息图均为二元全息图，其高次衍射损失较大，衍射效率不高(除相息图外)。近年来由于电子计算机计算速度的迅速提高以及大规模集成电路工艺与技术设备的飞跃发展，一些全新工艺移殖到计算全息领域，采用激光束或电子束直接制版，其分辨率可达到0．02μm量级，采用电子束刻蚀及反应离子束刻蚀工艺精确刻蚀，其深度精度可达纳米量级，得到的是浮雕型的即位相型的计算全息图，在此基础上美国麻省理工大学林肯实验室Veldkamp等人发展了一种新型技术称为二元光学(Binary Optics)。二元光学目前已成为国内外的研究热点。根据二元光学的原理研制出的位相型菲涅尔透镜阵列，光互连器件，多光束扇出器件等，用于相干光束叠加，光通讯，光计算等重要高科技领域。目前已发展到经过多次刻蚀而得到多台阶的位相器件，理论衍射效率可达到95%～98%，被称之为90年代的光学技术，为光学仪器的小型化，集成化提供了重要技术手段。【参考文献】：1 Wolf E．Progress in Optics，Vol．XVI，North-Holland．North-Holland Publishing Company．1978，121～2322 虞祖良，金国藩，计算机制全息图，北京：清华大学出版社，19843 陆达，金国藩，光学学报，1985，5(7)：594～5994 陆达，邬敏贤，金国藩，光学学报，1986，6(1)：87～92(清华大学邬敏贤教授撰；金国藩审)