A study of the hologram which records the interference of light with computer

컴퓨터로 빛의 간섭을 기록하는 홀로그램(CGH)의 특성 연구

In this thesis, Lohmann's algorithm and FFT (fast Fourier transform) are used to synthesize binary-phase holograms. FFT computing is carried out for the calculation of complex wavefronts of $128{\times}128$ sampling points of an object that is numerically specified. Then using the Lohmann's algorithm, the amplitude and the phase of complex wavefronts are encoded in binary holograms on each sampling points. PC (personal computer) and laser printer are used to plot binary-phase holograms and CGH (computer generated holograms) films are obtained from this plot by photographic reduction. Holographic images of numerically specified objects are reconstructed from the He-Ne laser and the inverse Fourier optics system. We estimate the quality of holographic images according to the sampling number, application of random phase, amplitude clipping and bleaching the CGH film. We derive optimized conditions to reconstruct better holographic images and to reduce the speckle noise. FFT and Lohmann's algorithm are implemented with MS Visual BASIC 6.0 for the programming of binary-phase hologram.

분 논문에서는 Lohmann 방법과 FFT (fast Fourier transform)를 사용하여 홀로그램을 제작하였다. 먼저 수학적으로 정의되는 물체의 $128{\times}128$로 표본화된 점들에 대한 복소 파면을 FFT 연산으로 구하였다. 그리고 Lohmann의 방법을 사용하여 각각의 표본점에 대한 복소 파면의 진폭과 위상을 홀로그램 정보로 바꾸었다. PC와 레이저 프린터를 용하여 홀로그램 도면을 그렸으며, 그 도면을 사진 축소하여 CGH(computer generated holograms) 필름을 제작하였다. 헬륨-네온 레이저와 역퓨리에 변환 광학계를 사용하여 수학적으로 정의되는 물체의 홀로그램 상을 재생하였다. $32{\times}32$, $64{\times}64$, $128{\times}128$의 표본수, random 위상의 적용 여부, 진폭 절단 및 CGH 필름의 표백 정도에 따라 변화하는 홀로그램 상의 특성을 조사하였다. 이 실험을 통하여 우수한 홀로그램 상을 재생할 수 있는 최적 조건과 홀로그램 상에서 스페클 잡음을 줄일 수 있는 최적 조건을 얻을 수 있었다. 2진 위상 홀로그램을 프로그램하기 위하여 Lohmann의 알고리즘을 MS Visual BASIC 6.0으로 구현하였다.