4、数字全息与CPU架构知识解析

数字全息与CPU架构知识解析

1. 数字全息技术

1.1 相移数字全息

相移数字全息是一种能够克服孪生像问题的技术，属于同轴全息术。其光学设置包含一个相移装置，用于将参考波的相位进行纳米级的移动，常见的相移装置有安装在压电元件上的镜子、波片和相位调制型空间光调制器等。

假设参考波的相位为 $\theta_R$，在图像传感器平面上，平面参考波的复振幅可表示为：
$R(\theta_R) = A_R \exp(i\theta_R)$

由 $R(\theta_R)$ 和物波 $O$ 形成的全息图 $I(\theta_R)$ 可描述为：
$I(\theta_R) = |O + R(\theta_R)|^2 = |O|^2 + |R(\theta_R)|^2 + O R^ (\theta_R) + O^ R(\theta_R) = |O|^2 + |A_R|^2 + O A_R \exp (-i\theta_R) + O^*A_R \exp (i\theta_R)$

1.1.1 四步相移数字全息

考虑具有 0、$\frac{\pi}{2}$、$\pi$ 和 $\frac{3\pi}{2}$ 四种不同相移的参考波，四个参考波记录的全息图可分别描述为：
- $I(0) = |O|^2 + A_R^2 + O A_R + O^ A_R$
- $I(\frac{\pi}{2}) = |O|^2 + A_R^2 -i O A_R + i O^ A_R$
- $I(\pi) = |O|^2 + A_R^2 -O A_R -O^ A_