全息干板的时间响应特性
实验7全息照相实验
实验71全息照相实验71 全息照相实验全息照相实验一、实验目的1）通过实验加深理解全息照相的基本原理以及实验方法；2）掌握全息照片的制作方法；3）正确观察全息虚像和实像，领会并总结全息照相的特点及其与普通照相的本质区别；3）通过光路布置过程，熟悉和掌握各种光学元件的特性及其使用方法。
二、实验仪器氦—氖激光器、定时器、扩束透镜、分束镜、反射镜、白屏、干板、磁性表座、相片冲洗液、烧杯、量筒三、实验原理全息照相是以光的干涉和衍射理论为基础的波前记录和再现技术。
普通照相可以对物体的光强进行记录和保存，小至显微镜下的图像，大至星体的图像，它已在人类生活和科学研究等方面获得了广泛的应用，并且正在不断地提高和发展。
1947年英国科学家盖伯在提高电子显微镜的分辨率研究中提出了“光学成像的一种新的两步方法”为全息照相的发展奠定了理论基础。
由于当时没有一种良好的相干光源因而进展缓慢。
直到1960年以后激光的出现为全息照相提供了相干性良好的光源才获得了迅速发展。
1962年美国科学家利思用激光作光源并引入离轴参考光束的方法拍摄了第一张具有实用价值的全息图，此后，全息照相技术得到了迅猛的发展。
除激光全息外，还发展了超声全息、微波全息、红外全息等，并在军事、科研、生产、艺术记录等方面得到广泛应用。
（一）全息照相的原理全息照相是和普通照相具有本质区别的一种显示物体三维图像的照相技术，它具有真正的视差和大景深，因此有真正的立体感。
普通照相是把从物体表面发出或反射的光经透镜会聚成像，用感光胶片把像记录下来。
由于现有的光记录介质的响应时间比光波振动的周期长得多，因此都只能记录光强——光波振幅的平方，而不能直接记录光波的位相，所以它不能得到三维的图像。
全息照相不仅记录了物体光波的振幅，同时也记录了它的位相，这种方法能把物体光波波前的全部信息都记录下来，所以称为“全息照相”，也称为波前记录。
利用光的衍射原理可把物体光波还原再现出来。
全息照相不仅要记录物体光波的振幅，而且还要记录位相，而记录介质只对光的强度（振幅的平方）敏感，因此必须把位相也转换成振幅信息并把它记录下来。
全息照相实验中的波长选择和曝光控制要点
全息照相实验中的波长选择和曝光控制要点全息照相是一种使用相干光记录并再现物体三维信息的高级光学技术。
在进行全息照相实验时，波长选择和曝光控制是两个重要的要点。
本文将深入探讨这两个要点对于全息照相实验的影响和作用。
首先，我们来看波长选择在全息照相实验中的重要性。
波长决定了光的特性和传播方式，对于全息照相来说，波长的选择直接影响到全息图像的质量和分辨率。
一般而言，波长越短，分辨率越高。
因此，在进行全息照相实验时，我们通常选择短波长的光源，如激光器。
激光器具有单一波长、相干性好等优点，可以提供更好的全息图像质量。
然而，在选择波长时，我们还需要考虑到被记录物体的特性。
不同的物体对不同波长的光有不同的反射、透射和散射特性。
因此，我们需要根据被记录物体的材料、形状和表面特性来选择合适的波长。
例如，红外全息照相适合用于记录生物组织等透明样品，而可见光全息照相适合用于记录固体物体。
因此，波长选择要根据实际需要进行合理的考虑和把握。
其次，曝光控制也是全息照相实验中不可忽视的要点。
曝光的控制直接决定了全息图像的亮度和对比度。
曝光不足会导致全息图像过暗、细节不清晰，曝光过度又会使图像过亮、细节丢失。
因此，我们需要合理地控制曝光时间和曝光强度。
曝光时间的选择需要根据被记录物体的特性以及显示介质的灵敏度进行调整。
一般而言，对于复杂的全息图像，需要较长的曝光时间，以获取更多的细节信息。
而对于简单的物体或者运动物体，可以适当减少曝光时间，以避免图像模糊。
此外，我们还可以采用多次曝光累加的方式，来增加图像的亮度和对比度。
曝光强度的选择通常和全息板的特性有关。
全息板具有一定的响应速度和饱和曝光度，因此，我们需要根据全息板的特性来选择合适的曝光强度。
通常，我们可以通过实验确定最佳的曝光强度，以获得最佳的图像效果。
同时，还需要注意全息照相实验中的环境控制。
环境的稳定性对于全息图像的质量有着重要的影响。
温度、湿度等环境因素会影响到全息板的性能和响应速度。
大学物理实验---三维全息光栅
图2
实验仪器
1.激光器（40mw）1 台 4.干板架 1个 1块 2.定时器 1台 3.扩束镜 6.小物体 1个 1个 9.通用底座 4个 5.载物台 1 个
7. 白板或毛玻璃
8.二维调整架 1 个
红敏光致聚合物全息干板性能指标 RSP-1 型红敏光致聚合物全息干板是一种位相型记录介质，它不同于银盐干板，属于有 机聚合的非银盐感光材料。它的性能有以下几个指标： 1、对波长λ＝632.8nm、647.1nm 的红光敏感。 2、衍射效率高，＞80％。 3、感光灵敏度 5～10mJ/cm2 4、折射率调制度Δn＝0.0089 5、分辨率，>4000 条/mm 6、光谱吸收曲线（如图 4 所示）
2． 波前再现
（6）
设再现用的照相光波在 Oxy 平面上的分布为
C ( x, y ) = C 0 ( x, y ) exp[ jΦ C ( x, y )]
此再现光波经过全息图后衍射波的复振幅分布为
Hale Waihona Puke （7）实验报告t = Ct H = Cβ 0 + Cβt[O02 + R02 + 2O0 R0 cos(Φ 0 − Φ R )]
可用作全息记录的感光材料很多， 一般最常用的是卤化银乳胶涂布的超微粒干板， 称为全息 干板，按图 3.5.1-1 拍摄的全息图也叫做平面全息图，我们用振幅透射率来表示其特性，一 般它是一个复函数，具有下面的形式：
τ H ( x, y ) = τ 0 ( x, y ) exp[ jΨ ( x, y )]
由于所有的记录介质只能对光强有响应， 因此普通照相机利用直接成像的方法， 只能记录下 光波的振幅信息，为了记录物体发射光波的相位信息，人们自然想到利用光的干涉效应。因 此在拍摄全息图时除了物光波外还必须有一束参考光波， 这两束光波应当具有良好的相干性， 以便记录下清晰的干涉条纹。图 3.5.1-1 是一般拍摄离轴全息图（也叫作菲涅耳全息图）的 光路图。为了说明全息图的形成过程，我们只取物体上的某一个发光点 O，并取全息干板平 面为 Oxy 坐标平面，如图 3.5.1-2 所示，设物点 O 的坐标和参考光点 R 的坐标分别为（x0， y0，z0）和（xR，yR，zR） ，则 Oxy 平面上物光的复振幅分布为
全息照相——精选推荐
实验十全息照相全息照相（或称全息术）是利用光的干涉原理记录物光波和利用光的衍射原理再现物光波的一门立体摄影技术。
早在1948年就由英国的科学家伽柏1提出了理论与方法。
由于当时缺少高强度、高相干性的光源，所以这项工作进展的比较缓慢，随着20世纪60年代激光的问世，使得全息照相有了一个合适的光源，因而迅猛的发展起来，并且相继的出现了多种全息方法，开辟出全息应用的广阔领域。
鉴于伽柏这种开创性的研究成果，他被授予1971年度的诺贝尔物理学奖。
从用激光作为光源拍摄出第一张具有实用价值的全息照片起，至今已发展到不仅可以用激光拍摄、激光再现，而且已经发明了激光拍摄、白光再现的全息术，如：反射全息、彩虹全息、及合成全息等等。
同时也开始了利用白光记录全息图的研究工作。
现在全息照相的理论已应用于信息储存、图象识别、干涉计量、无损检测、物体的表面研究、遥感技术、生物医学及军事科学的各个门类，也深入到我们的日常生活中，如：书籍装帧、防伪商标、家庭玩具和工艺品等。
应用了全息技术后，给我们带来了越来越多的方便和益处。
本实验将通过静态全息照相的拍摄和再现，了解全息照相的主要特征及操作要领。
实验原理１．全息照相的概述由光的波动理论可以知道，光波是电磁波，它的特征主要取决于其振幅（强度），相位（波前的形状）和波长（颜色）。
我们要感受到一个真实立体的物体存在，至少应接受到两类信息，即物体发出的一定频率光波的振幅与相位。
假使物体不存在，只要能接受到与原物体发出的振幅与相位完全一致的光波，那么一样能感受到与原物体一样逼真的图像。
普通照相是把物体表面漫反射的光波，经过照相机的镜头，形成物体的象，如果在象位置上放一感光底片，因象的照度和物体相应各点的光强成正比，所以底片经曝光、显影后，就可以得到一个明暗与被摄物体成反比的物体象（负片），把象上的光强分布记录在感光片上，经冲洗加工，在照相纸上就可以得到一个普通的相片。
由于普通照相所用的感光材料的感光特性，其频率响应远跟不上光波的频率，感光的程度仅仅与总的曝光量有关，照片上记录的是物体的光强分布，也就是只记录的是物光的振幅，没有把物光的全部信息（振幅、相位）都记录下来。
全息干涉法的应用
在这种记录中，物光和参考光之间的夹角接近180°，因而在 记录介质中能建立起驻波，所形成的干涉条纹基本上平行于 记录介质表面，条纹实际上是层状的，其间距约为介质中光 波长的一半，对于光的衍射作用与三维光栅的衍射一样。
布拉格条件
在再现像的过程中，根据布拉格衍 射的原理，再现光在这种三维干涉 面上的衍射极大值必须满足下列条 件：⑴光从衍射面上反射时，反射 角等于入射角；⑵相邻两干涉层的 反射光之间的光程差必须是λ。这 就是布拉格条件。
1960年梅曼（Maiman）研制成功了 红宝石激光器，第二年（1961年）贾 范（Javan）等制成了氦氖激光器。从 此，一种全所未有的优质相干光源诞生 了。1962年美国科学家E.N.利思（） 和J.乌帕特尼克斯（J.Upatnieks）用 激光器对伽柏的技术做了划时代的改进， 全息术的研究从此获得了突飞猛进的发 展，近40年来，全息技术的研究日趋 广泛深入，逐渐开辟了全息应用的新领 域，成为近代光学的一个重用分支。
2
调整光路。物体用橡皮泥固定在载物台上，全息干板也夹持在载物台上，为得到较高的衍射 效率，物体与干板之间的距离不能太大，一般不大于1cm；
3
将激光器出射的激光遮挡住，装夹好全息干板，使乳胶面对象目标。稳定一分钟后取消遮挡 激光曝光10～20秒；
4
经冲洗吹干的全息干板在白光下反射再现，在一定的角度下可看到绿色的再现像，再现像变 成绿色是由于乳胶层收缩所致。
实验步骤和注意事项：
1
按图11布置好光路，注意铝板与干板的距离要尽量小，干板的乳胶面应对向铝板，并且 系在铝板上用于给其加力的细绳一定要与铝板垂直；
2
首先不给铝板的自由端加力，在砝码托盘静止的条件下进行第一次曝光，时间大约为10 秒钟；
红敏光致聚合物全息干板的特点及其使用方法
红敏光致聚合物全息干板是一种非常有趣的光学材料，它具有许多独特的特点和广泛的应用方法。
在本篇文章中，我们将深入探讨红敏光致聚合物全息干板的特点及其使用方法，希望能够为大家带来全面、深入的了解。
一、红敏光致聚合物全息干板的特点1. 高灵敏度红敏光致聚合物全息干板具有非常高的灵敏度，能够对红光进行高效地响应和记录。
这种高灵敏度使得它在全息成像领域具有很大的应用潜力，能够实现更高质量的全息图像记录。
2. 宽波长响应与传统的全息干板相比，红敏光致聚合物全息干板具有更广泛的波长响应范围，能够对红光以及近红外光进行记录和响应。
这使得它在光学信息存储和传感器领域有着更为广泛的应用前景。
3. 高解像度红敏光致聚合物全息干板具有非常高的解像度，能够记录更为精细和清晰的全息图像。
这对于一些对图像质量要求较高的领域，如医学影像学和三维显示等都具有重要意义。
4. 长期稳定性由于其独特的材料特性，红敏光致聚合物全息干板具有很好的长期稳定性，能够长时间保存记录的全息图像，并且不易受外界环境的影响。
二、红敏光致聚合物全息干板的使用方法1. 准备工作在使用红敏光致聚合物全息干板之前，首先需要做好一些准备工作。
包括清洁工作台、调节光路、准备好全息记录的光源等。
2. 曝光记录将待记录的全息图样放置在适当的位置，调节好光路使得红光能够正常照射到全息干板上，然后进行曝光记录。
根据实际需要和材料特性调节曝光时间和强度。
3. 显影和定影曝光记录完成后，需要对全息干板进行显影和定影处理，将记录下来的全息图像显现出来并固定在干板上。
4. 检测和分析对记录下来的全息图像进行检测和分析，可以使用光学显微镜等工具进行观察和测量，以获取所需的信息。
个人观点和理解红敏光致聚合物全息干板作为一种新型的光学材料，在全息成像、光学信息存储和传感器领域具有着广泛的应用前景。
它的高灵敏度、宽波长响应、高解像度和长期稳定性，使得它能够满足不同领域对于高品质全息图像的需求。
全息技术的发展与应用
全息技术的发展及应用^_^ By Linda @ZJU一、全息技术简介全息术也称全息照相，其原理可用八个字来表述：“干涉记录，衍射再现”，其过程包括全息记录和全息再现两个过程：第一步是记录，即底片上以干涉条纹的形式存储被摄物的光强和位相；第二步是再现，即用光衍射原理来重现物体原来的三维形状。
普通的照相是利用透镜成像原理，在感光胶片上只记录被摄物体表面反射光的强度(振幅)变化——形成平面像，而对于反射光的位相信息却没有记录，而全息照相则是一种既记录反射光的强度，又记录反射光的位相的照相技术。
全息术有以下特点：三维性：因为全息图记录了物光的相位信息，再现时，可观察到如同真实物体一样逼真的三维图像。
当观察者改变位置时，可以看到物体后面被挡住的部分，可以看到逼真的三维图像。
不可撕毁性：因为全息图记录的是物光与参考光的干涉条纹，所以具有可分割性。
它被分割后的任一碎片都能再现完整的被摄物形象，只是分辨率受到一些影响。
再现像的缩放性：因衍射角与波长有关，用不同波长的激光照射全息图，再现像就会发生放大或缩小。
信息容量大：同一张全息感光板可多次重复曝光记录，并能互不干扰地再现各个不同的图像。
全息技术近年来已渗透到社会生活的各个领域并被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中，特别是在现代测试、生物工程、医学、艺术、商业、保安及现代存储技术等方面已显示出特殊的优势。
随着全息技术的快速发展，全息技术的产品正越来越多地走向市场、应用于现代生活中。
二、全息技术发展史全息术的发展大约可分同轴全息术、离轴全息术、白光再现全息术、白光全息术等四个阶段。
1948年英国科学家丹尼斯·伽伯(Dennis Gabor)为改善电子显微镜成像质量提出了重现波前的理论，即全息照相技术，并因此获得了诺贝尔奖。
但由于当时没有好的相干光源，全息图的质量很差，所以研究工作进展较慢。
同轴全息术就是伽伯当时采用的技术，这一阶段主要是在1960年激光器出现以前。
全息干板原理
全息干板原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊全息干板原理。
这玩意儿啊，就像是一个神奇的魔法盒子，里面藏着好多让人惊叹的秘密呢！你看啊，全息干板就好像是一块特别的画布，它能把光的信息完整地记录下来。
这不就跟咱小时候收集漂亮糖纸一样嘛，把那些美好的瞬间都给留下来了。
光打到全息干板上，就像一场奇妙的舞蹈。
各种光线交织在一起，形成了独特的图案。
这图案可不简单，它里面包含了物体的全部信息，就像一个超级详细的档案！全息干板就这么厉害，能把这么多信息都给抓住，你说神不神？而且啊，全息干板还有个特别有趣的地方。
它就像是一个记忆大师，不管过了多久，只要你用合适的方法去唤醒它，它就能把之前记录的东西清晰地呈现出来。
这多有意思啊，就好像你多年前藏起来的宝贝，突然有一天又找到了，那种惊喜感简直无与伦比！想想看，要是我们能像全息干板一样，把生活中的美好瞬间都这么完整地记录下来该多好啊。
那些开心的笑容、温暖的拥抱、激动的时刻，都能随时拿出来回味。
这不就等于把时间给留住了嘛！全息干板的原理虽然有点复杂，但其实也不难理解。
它就是利用了光的干涉和衍射这些神奇的现象。
就好像是光在和全息干板玩游戏，通过一些巧妙的规则，创造出了让人惊叹的效果。
咱再打个比方，全息干板就像是一个超级大厨，能把各种食材也就是光，通过巧妙的搭配和处理，做出一道美味无比的大餐，也就是全息图像。
你说这全息干板是不是很了不起？它让我们看到了光的神奇力量，也让我们对这个世界有了更多的好奇和探索欲望。
总之呢，全息干板原理真的是一个特别值得我们去深入了解和研究的东西。
它就像是打开了一扇通往神奇世界的大门，让我们看到了更多的可能性和惊喜。
所以啊，大家可别小瞧了这小小的全息干板，它里面蕴含的可是大大的智慧和魔力呢！。
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Ｔｉｍｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ Ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ Ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ Ｐｌａｔｅ
ＺＨＥＮＧ Ｘｉａｎ—ＸＵ，ＬＩ Ｚｅ—ｒｅｎ，ＴＩＡＮ Ｊｉａｎ－ｈｕａ， Ｉ．ＩＵ Ｚｈｅｎ—ｑｉｎｇ．ＺＨＯＮＧ Ｊｉｅ，ＹＥ Ｙａｎ
（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＦｌｕｉｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎａＡｃａｄｅｍｙ ｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｍｉａｎｙａｎｇ，Ｓｉｃｈｍａｎ ６２１９００，Ｃｈｉｎａ）
第３４卷第１０期 ２００７年１０月
中 国 激光 ＣＨＩＮＥＳＥ ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＬＡＳＥＲＳ
文章编号：０２５８—７０２５（２００７）１０ １４１３ ０４
Ｖｏｌ＿３４．Ｎｏ．１０ Ｏｅｔｏｈｅｒ，２００７
全息干板的时间响应特性
郑贤旭，李泽仁，田建华，刘振清，钟杰，叶雁
（中国工程物理研究院流体物理研究所，四川绵阳６２１９００）
１引 言
全息干板作为一种传统的光信息记录载体，由 于空间分辨率上的优势，在有些领域仍然发挥着不 可替代的作用，特别是应用全息技术来研究高速运 动的粒子场时，其分辨率上的优势得到充分发挥。 当诊断高速运动粒子场时，为了消除粒子的运动模 糊，必须使用超短脉冲激光作为光源，在这种情况
下，全息干板作为普通的感光材料，其光化学反应需 要一定的时间，如果光脉冲宽度与光化学反应时间 不匹配则会导致光化学过程的失效，从而影响到全 息图的良好再现，一般称为互易律失效。互易律失 效分为高照度失效和低照度失效，低照度失效一般 发生在天文摄影、医学摄影等领域ｌｌＪ，而高照度失效 主要发生在高速摄影领域ｏ］。对全息干板的时问响
究，给出了８个时间点的实验数据，在曝光量不变的情况下，曝光时间范围为０．５ ｎｓ－－ｌＯ ｓ。实验结果与理论结果比
较吻合，表明全息干板在曝光过程中存在低照度和高照度互易律失效。最后简要分析了互易律失效对全息照相的
影响。
关键词全息｝全息干板；时间响应；互易律失效
中圈分类号０ ４３８．１；ＴＢ ８７７
文献标识码Ａ
４结果及分析
图２微秒激光脉冲曝光实验装置示意图
Ｆｉｇ．２ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｄｅｖｉｃｅ ｗｉｔｈ ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ ｏｕｔｐｕｔ
在建立了实验曝光装置后，必须控制每个实验 点的曝光能量密度。实验中不同曝光时间的曝光能 量密度漂移控制在４％以内。此外，由于各光源扩 束后光强分布不同，所以以曝光后的平均灰度作为 相对黑密度值，各实验点的数据取平均值后列于 表１。
设在感光颗粒中形成稳定双原子结构这一事件
干板的时间响应特性。
称为ｗ事件，因此干板ｌ的光学密度与发生ｗ事件
的相对概率成正比。当曝光功率密度为Ａ，曝光时间
２理论分析模型与数值模拟
为￡时，所得的光学密度可表示为”１
Ｄ（ｔ，＾）一Ｐｒ｛Ｗ≤ｔ），
（１）
全息干板的感光过程可近似地看作光电子与感 将ｗ事件的实现分为两步，设形成第一个银原子的
３实验
实验以Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ Ｍ型全息干板作为对象 来探索全息干板的时间响应特性。Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ—Ｍ 型全息十板选取卤化银作为感光乳胶，峰值响廊波 长为５３２ ｎｍ，线性曝光范围为１０ ｇＪ／ｃｍ２～ １００ ｍＪ／ｃｍ２，在同定总曝光量Ｅ一１００ ｐＪ／ｃｍ２＝ １ Ｊ／ｍ２的条件下，选取波长为５３２ １２ｍ，曝光时间ｔ一 ５００ ｐｓ，１０ ｒｌｓ，５０ ｐｓ，１ ＯＯ ｐｓ，ｌ ｍｓ，１５０ ｍｓ，９６８ ｈｉＳ， ９．９２ ｓ的８个时问点进行实验。这种实验方法保证
１０期
郑贤旭等：垒息干板的时间响应特性
１４１５
了每次曝光的总能量不变，只改变曝光时间，目的是 在单位时间内提供不同数量的光子数，而总光子数 保持不变。由于激光光源有限，要实现这８种不同 的光脉冲必须设计３套不同的曝光实验装置，对短 于５０ ｐｓ的激光脉冲可直接用短脉冲激光实现，对长 于１ ｍｓ的激光脉冲可用机械快门来获取，而要实现 微秒宽度的光脉冲则要困难一些。本文设计了如图 ２的实验装置来获得微秒宽度的光脉冲ｏ“。
量下Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ—Ｍ型全息干板的时间响应曲线， 并设计了相应的实验研究了此干板的时间响应特 性。结果表明，理论与实验结果基本一致，在曝光量 不变的情况下曝光时间过长或过短都会导致感光效 率的下降。因此在高速粒子场全息实验中，由于使 用了超短脉冲光源，全息干板在感光过程中存在互 易律失效，导致黑密度下降并进一步影响干涉条纹 的调制度，使干板的响应出现非线性，从而影响全息 照相的质量。
摘要全息干板的感光过程涉及到银原于和光电子的动力学过程，这些动力学特性决定了全息干板对不同曝光时
问尺度具有不同的感光效率。介绍了用醢机过程方法建立的全息于板时间响应理论模型，用该模型分析了Ｓｌａｖ＇ｉｃｈ
ＶＲＰ—Ｍ型全息干板的时间响应特性并进行了数值模拟。设计了三套不同的曝光实验装置用于时间响应特性的研
表ｌ全息干板时间响应特性实验数据总表 Ｔａｂｌｅ １ Ｔｉｍｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ｏｆ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐ】ａｔｅ
从表１中灰度的均值可看出，当曝光时间在微 秒级时，对应干板的灰度较小，说明相对黑度较高， 从微秒向两端延伸的时间段黑度较低，灰度的差别 较大说明互易律失效比较严重。表１中曝光量的漂 移在４％以内，考虑到实验总存在误差，可认为每次 曝光量基本相同。依照表２的数据作出等曝光量曲
线，并将实验曲线与理论模拟曲线进行对比，结果如 图４所示。
从图４可看出，实验曲线的大致形状与理论模 拟的相吻合，实验曲线中有３个点的黑密度很相近， 可认为这是实验曲线对应的互易律不失效区域，它 正好落在理论模拟曲线的互易关系成立的区域。如
万方数据
中
国
激
光
３４卷
表２等曝光■曲线数据
Ｔａｂｌｅ ２ Ｄａｔａ ｏｆ ｉｄｅｎｔｉｃａｌ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｃｕｒｖｅ
随机过程，根据Ｇｕｒｎｅｙ Ｍｏｔｔ假设对感光过程的描
子在室温下不稳定，很容易分解，而两个及两个以上
述以及银原子衰减时间和光电子寿命的定义口…，可
银原子相结合形成的银原子簇团在室温下相当稳 得到Ｍ（￡）和ｇ（ｆ）的表达式分别为
定ｏｏ。因此若以单个感光颗粒作为研究对象，可将
心ｇ“幻）一一尘≮卫豆垣号车等譬兰年趔＝一Ｐ薯生卫’匦竿手必 ｆ１一。；ｐ『一旦二』￡÷二—￡∑］）．Ｅ１一。。ｐ（一Ｅ）］ （２）
将图２中快开快门与爆炸快门相结合，用同步 延时机来控制即可得到消光比达５０管检测到此曝 光系统的典型光脉冲波形如图３所示。
洁Ｆ
图３光快门输出的激光脉冲波形 Ｆ／ｇ．３ Ｏｕｔｐｕｔ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ
光乳胶中存在的离子、空穴及一些杂质离子相结合
事件为Ｕ，在同一区域形成第二个银原子的事件为
并不断分解的循环过程。根据Ｇｕｒｎｅｙ－Ｍｏｔｔ假 ｖ，其分布函数用Ｍ（￡）表示，设ｕ的概率密度函数
设。月，可将此过程近似看作一个随机过程，以银的
为ｇ（ｆ），因此Ｗ—Ｕ＋Ｖ。如果将ｗ事件看成一个
产量作为感光效率的评价手段口’８］。因为单个银原
收稿日期：２００６—１２—０８；收到修改稿日期：２００７ ０６ ０６ 基金项目：中国工程物理研究院面上基金（２００３０４３４）资助项目。 作者简介：郑贤旭（１９７７一），男，湖北人，助理研究员，博士研究生，主要从事全息测量及激光应用方面的研究。 Ｅ－ｍａｉｌ：ｚｘｘｇｏａｌｌ０９＠ｓｉｎａ．ＣＯＩＴＩ 导师简介：李泽仁（１９６１），男，四川人，研究员，博士生导师，从事光电子技术方面的研究工作。 Ｅ－ｍＲｄ：ｚｅｒｅｎｌ０９＠２１ｃｍ ＣＯＮＩ
８ ３０
＝ Ｓ ８ ２５
日
８ ２０
８ １５ —１５—１３—１１—９—７—５—３
Ｉｇｌ
ｌｌ ３ ５
图４宴验（ａ＞和理论（ｂ）曲线对比 Ｆｉｇ，４ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ（ａ）ａｎｄ
（３）
式中Ｅ为总曝光量，扩１，矿１分别为单个银原子衰减时 间和光电子寿命的均值。根据随机变量之间的逻辑关 系，由Ｗ＝Ｕ＋Ｖ可推出曝光所得的光学密度ｏ”
Ｄ（ｆ，＾）一Ｐｒ｛Ｗ≤ｔ｝一ｇ（｝）＊Ｍ（ｆ）， （４） 式中“＊”为卷积符号，以Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ Ｍ型于板为 例，对模型进行数值模拟。根据Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ—Ｍ十 板的感光灵敏度，选取总曝光量Ｅ一１００Ⅳ／ｃｍ２— １ Ｊ／甜，单个银原子衰减时间和光电子寿命的均值 扩１，，１分别取０．１ Ｓ，１．５×１０“Ｓ“］，用Ｍａｔｌａｂ软件 对模型求解可得Ｄ（￡，＾）对ｌｇｔ的曲线如图１所示。
图１曲线表明，对于Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ Ｍ型千板，
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万方数据
在相同的曝光量下，如果曝光时问不同，则乳胶对光 电子的吸收效率不同。相同的曝光量并没有得到相 同的黑密度，因此干板在曝光过程中存在互易律失 效。图ｌ中部平行于横轴的曲线说明，对应总曝光 量Ｅ一１ Ｊｉｍ２时，如果曝光时间在１０一～ｌＯ ｓ内 （即从微秒到毫秒），不存在互易律失效。需要说明 的是图１曲线足在所选参数条件下得到的，如果改 变总曝光量，互易律失效ｆｆ｝Ｉ线的形状也会发生改变． 纵坐标值只表示相对大小，曲线体现的是一种定性 结果。
Ａｂｓｔｒａ“Ｔｈｅ ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｌａｔｅ ｗｓｓ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｉｌｖｅｒ ａｔｏｍｓ ａｎｄ ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｓ，ａｎｄ ｔｈｉｓ ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｍａｄｅ ｔｈｅ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｌａｔｅ ｈａｖｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｆｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｉｍｅ ｓｃａｌｅｓ．Ａ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｓｔｉｅ ｍｏｄｅｌ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｔｉｍｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒ ｏｆ Ｓｌａｖｉｃｈ ＶＲＰ－Ｍ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｌａｔｅ，ａｎｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ．Ｔｈｒｅｅ ｔｙｐｅｓ ｏｆ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ａｒｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｌｏｎｇ－ｄｕｒａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ，ｍｉｃｒｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ ａｎｄ ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅ．ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｄａｔａ ｆｒｏｍ ８ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｄｕｒａｔｉｏｎｓ ａｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｅｎｅｒｇｙ，ｔｈｅ ｅｘｐｏｓｕｒｅ ｔｉｍｅ ｃｈａｎｇｅｄ ｆｒｏｍ １０ ｓ ｔｏ ０．５ ｎｓ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ ＷａＳ ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｒｅｓｕｌｔｓ．ｗｈｉｃｈ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｌａｔｅ ｓｕｆｆｅｒｅｄ ｌｏｗ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ ｌａｗ ｆａｉｌｕｒｅ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ ｌａｗ ｆａｉｌｕｒｅ ｏｎ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ ｗａｓ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｙ ｈｏｌｏｇｒａｐｈｉｃ ｐｌａｔｅ；ｔｉｍｅ ｒｅｓｐｏｎｓｅ；ｒｅｃｉｐｒｏｃｉｔｙ ｌａｗ ｆａｉｌｕｒｅ