| 研究生: |
林祐年 You-Nian Lin |
|---|---|
| 論文名稱: |
體積光柵應用於微物3D掃描之研究 Three-dimensional Imaging with a Volume Holographic Filter |
| 指導教授: |
孫慶成
Ching-cherng Sun |
| 口試委員: | |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
理學院 - 光電科學與工程學系 Department of Optics and Photonics |
| 畢業學年度: | 88 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 89 |
| 中文關鍵詞: | 相位匹配 、體積全像 、空間濾波器 、繞射效率 、解析度 、三度空間 、敏感度 |
| 外文關鍵詞: | Phase match, Volume hologram, Spatial filter, Diffraction efficiency, Resolution, Three dimensional, Sensitivity |
| 相關次數: | 點閱:7 下載:0 |
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本論文是利用相位匹配(Phase match)的特性,以體積全像(Volume hologram)作為空間濾波器(Spatial filter),利用繞射效率(Diffraction efficiency)的變化來測量物體之表面的起伏,且由此發展出一高解析度(Resolution)之三度空間( Three dimensional:3D )影像量測系統。
在論文中,分成體積全像對球面波之縱向位移敏感度(Sensitivity)與3D影像量測系統兩部分加以討論,我們均對其敏感度作詳細的理論計算與模擬。關於敏感度的理論計算與模擬,我們提出一易於計算的相位疊加法來求取繞射效率,運用相位疊加法,我們可以輕易地計算出繞射效率的一階零點以及模擬出繞射效率曲線。
經由理論之推導得知:物體表面起伏的解析度是和數值孔徑(Numerical aperture)及體積全像之厚度有關,此外使用的光源之波長也會影響解析度的大小。
最後,我們以實驗驗證理論所推導之結果,並且實際進行3D影像量測系統之解析度測試,以建立一高解析度之3D的影像量測系統。
[1] 吳美麗,各式顯微鏡構造原理與功能的探討,科學教育研究與發展季刊,2,39(1996).
[2] 張瑞東,掃瞄式電子顯微鏡的原理與應用,技術與訓練,23,(1),1(1998).
[3] 陳福榮,張立,場發射穿透式電子顯微鏡,科儀新知, 16,(4),4(1995).
[4] 張立,許世南,瞿宗耀,穿透式電子顯微鏡,材料與社會,62,56
(1992).
[5] 林澤勝,探針掃描顯微鏡及其應用,材料與社會,62,66(1992).
[6] Daniel Malacara, Optical Shop Testing, chapter 17, (1992).
[7] 嚴蘭,原子力顯微鏡的介紹,量測資訊,33,17(1993).
[8] 廖學良,原子力顯微鏡的原理與應用,化工資訊,8,38(1994).
[9] 簡世森,果尚志,原子力顯微鏡微影技術與應用,21,(5),45(2000).
[10] 黃英碩,張嘉升,掃描穿隧顯微術,21,(5),36(2000).
[11] 李超煌,汪治平,蔡肇偉,差動共焦顯微術,21,(5),7(2000).
[12] 蔡定平,掃描式近場光學顯微儀,21,(5),17(2000).
[13] 葉林秀,吳德和,磁力顯微鏡,21,(5),56(2000).
[14] 王玉麟,何快容,掃描離子顯微鏡-從觀察、切割、分析到修補的新利器,21,(5),24(2000).
[15] P. J. van Heerden, “Theory of optical information storage in solids,” Appl. Opt. 2, 393 (1963).
[16] A. Ashkin, G. D. Boyd, J. M. Dziedzic, R. G. Smith, A. A. Bullman, J. J. Levinstein and K. Nassau, “Optical-induced refractive index inhomogeneity in LiNbO3 and LiTaO3,” Appl. Phys. Lett. 9, 72 (1966).
[17] F. S. Chen, “Optically induced change of refractive indices in LiNbO3 and LiTaO3,” J. Appl. Phys. Lett. 44,948 (1984)
[18] L. Young, W. K. Y. Wing, M. L. W. Thewait and W. D. Crnish, “Theory of formation of phase holograms in lithium niobate,” Appl. Phys. Lett. 24, 264 (1974).
[19] G. A. Alphonse, R. C. Alig, O. L. Staebler and W. Phillips, “Time dependent characteristics of photo-induced space charge field and phase holograms in lithium niobate and other photorefractive materials,” RCA Review 36, 213 (1975).
[20] D. VonderLinde and A. M. Glass, “Photorefractive effects for reversable holographic storage of information,” J. Appl. Phys. 8, 85 (1975).
[21] D. M. Kim, R. R. Shah, T. A. Rabson and F. K. Tittel, “Nonlinear dynamic theory for photorefractive phase hologram formation,” Appl. Phys. Lett. 28, 338 (1976).
[22] N. V. Kukhtarev, V. B. Markov, S. G. Odulov, M. S. Soskin and V. L. Vinetskii, “Holographic storage in electro-optic crystals. I. Steady state,” Ferroelectrics 22, 949 (1979).
[23] J. Feingerg, D. Heiman, A. R. Tanguay and R. W. Hellwarth, “Photorefractive effects and light-induced charge migration in barium titanate,”J. Appl. Phys. 51, 1297, (1980).
[24] P. Yeh, Introduction to Photorefractive Nonlinear Optics, chapter 2.
[25] H. Kogelnik, “Coupled wave theory for thick hologram gratings,” Bell Syst. Tech. J. 48, 2909 (1969).
[26] C. C. Sun, W.C. Su, B. Wang, Y. OuYang, “Diffraction selectivity of holograms with random phase encoding,” Opt. Comm. 175 67 (2000).
[27] C. C. Sun, W. C. Su, Y. N. Lin, S. P. Yeh, and B. Wang, “3-dimensional random phase encryption in a volume hologram,” Proc. SPIE 4110 (2000).
[28] 葉世博,高位移敏感度之全像多工光學儲存之研究,國立中央大學光電科學研究所碩士論文,中華民國八十九年.
[29] 鄭嘉閔,表面粗糙度定量測量方法之研究與比較,國立清華大學電機工程研究所碩士論文,中華民國八十三年.
[30] 呂崇維,極化光外差干涉雷射掃描顯微鏡及其應用,國立陽明大學放射醫學科學研究所碩士論文,中華民國八十九年.