中文摘要：

研究采用数字全息技术实时纪录多幅超快动态图像，并实现被纪录超快过程的分立或常速连续显示；结合使用全息显微术为飞秒激光微加工中的超快过程提供高时间分辨率及高空间分辨率的动态图像。其中重点研究应用超短激光脉冲的实时数字全息记录中的角分复用及波分复用的实现；与分辨率、相干长度、脉冲能量有关的问题；多幅数字全息图的空间分频及显示；与全息显微术有关的记录及再现；以及应用超短脉冲数字全息术对飞秒激光微加工中的超快动力学过程的动态信息进行实时记录、重建及显示等有关问题。超短脉冲数字全息术在国际上刚刚起步，国内尚屬空白。其在飞秒激光微加工中应用的研究在国际上亦尚未见报道。该研究成果不但可以促进脉冲数字全息技术在皮秒至飞秒量级时间分辨率方面的深入研究，从而进一步推动飞秒激光微加工技术的发展，而且在其它微观和介观世界的超快动力学过程的研究中也将具有广泛的潜在应用前景。

结论摘要：

本项目研究了应用超短脉冲数字全息术进行超快记录中的角分复用及波分复用的实现技术。重点解决了与分辨率、相干长度和脉冲能量有关问题；多幅数字全息图的空间分频及三维显示问题； 以及应用超短脉冲数字全息术对飞秒激光微加工中的超快动力学过程中的瞬态信息进行实时记录、重建及显示等有关问题。本课题组采用飞秒脉冲数字全息技术，在国际上首次拍摄到了曝光时间为50飞秒，拍摄间隔在100至500飞秒间可调的超快瞬态图像；采用空间角分复用和波分复用技术，得到了物波角度不变的强度和位相的空间分布图。首次拍摄到飞秒激光微加工过程不同时刻喷射物的强度图像。利用飞秒级光脉冲的短相干长度的特点设计了全息分层记录系统，获得了加工物体的数字拟合三维形貌图像。部分成果除已在2006年的 Optics Letters 上发表外，还分别于同年在彼得堡召开的国际光学学会光信息专题会议及在西安召开的第27届国际高速摄影会议上作了特邀报告，在该领域处于目前的国际领先水平。该成果可用于研究物理、化学、半导体、纳米技术和生物医学中的电荷转移、电子散射和弛豫等超快瞬态现象，并将在对微观和介观世界的超快动力学过程的研究中具有广泛的应用前景。