全息光栅实验
全息光栅实验报告

实验光路图为:三,实验数据记录与处理次数 1 2 3 4 5L(cm) 10.00 15.00 20.00 25.00 30.002△X(cm) 10.10 14.90 19.75 24.45 29.8△X(平均)cm 5.50 7.45 9.87 12.23 14.90sinθ=△x/(△x²+L²)½0.4819 0.4448 0.4425 0.4394 0.4448sinθ(平均值)0.4506所以,运用公式dsinθ=λ, d=λ/sinθ.所以,最后算出的d =1442nm.f=1/d =6.934E-4 (1/nm)四,实验误差分析1),全息光栅记录的时候,干板夹持角度有问题,最后导致做光栅衍射时,衍射出的一级明条纹与零级明条纹不在一条线上,导致测量误差。
2),全息光栅记录的时候,我们组的干板夹在架上的位置有点低了,导致最后在干板上只有一小部分记录到了光的干涉条纹。
3)测量读数误差。
五.课后思考题1,全息光栅的应用有哪些?答:借助全息光栅可以帮助人们分辨出肉眼无法鉴别的物质,再生产,通讯,科研等方面有着广泛应用。
如应用于单色仪,光谱仪,分析设备,颜色测定仪,生产工艺控制,质量控制等方面。
另外在装饰方面,如光栅灯箱利用其分光原理能实现瞬间变画,在一些产品和证件的包装上,利用全息光栅技术制成防伪标识,在先进的数控机床上,利用光栅传感器来实现所需信号的传递……2.我们的实验过程中,干板夹持的位置偏低,导致图案记录部分偏低。
且干板夹持的角度不正,虽然最后利用光栅做衍射时也能看到衍射光斑,但必须将干板倾斜很大的角度,也容易产生读数误差。
在实验中光路搭建过程也存在很大问题,总是不能非常合理的安排各光学元件,尽量拉大距离,且使两个反射镜光路成等腰三角形,有利于保证光程相等,夹角足够小。
在光栅显影,定影处理中,高质量的处理对实验成果有很大作用。
全息术(光栅、照相)

简介全息的意义是记录物光波的全部信息。
自从20世纪60年代激光出现以来得到了全面的发展和广泛的应用。
它包含全息照相和全息干涉计量两大内容。
全息照相的种类很多,按一定分类法有:同轴全息图、离轴全息图、菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图等等。
本实验主要包括两项基本全息照相实验:(一)全息光栅:可以看成基元全息图,当参考光波和物光波都是点光源且与全息干板对称放置时可以在干板上形成平行直条纹图形,采用线性曝光可以得到正弦振幅型全息光栅。
(二)三维全息:通过干涉将漫反射物体的三维信息记录在全息干板上,再通过原光路衍射得到与原物体完全相似的物光波。
本实验的意义是让学生通过这两个实验,掌握全息照相的基本技术,更深刻地认识光的相干条件的物理意义,初步了解全息术的基本理论。
全息光栅光路图全息照相光路图教学重点1.使学生学会全息照相的干涉记录和衍射再现的技术手段。
2.使学生较深刻理解全息照相的本质。
3.使学生了解全息照相的应用。
教学难点1.拍摄高质量的全息图的技术关键。
2.全息图的衍射效率。
自测题1.(1)全息照相通过条纹的对比度记录了物体的强度分布信息。
(2)全息照相通过条纹的深浅记录了物体的强度分布信息。
2.(1)拍摄物体的三维全息图时分束板的透过率为50%(2)拍摄物体的三维全息图时分束板的透过率为5%。
3.在拍摄全息图时所用的扩束镜为(1)长焦距透镜(2)短焦距透镜。
4.如果全息图被打坏了,取一小块再现看到(1)不完整的像(2)较小的像。
思考题1.用细激光束垂直照射拍好的全息光栅,如能在垂直的白墙上看到五个亮点,说明什么问题?2.如果想拍摄一个100线/mm的全息光栅应如何布置光路?3.怎样测量全息光栅的衍射效率?4.为什么拍摄物体的三维全息图要求干板的分辨率在1500线/mm以上?。
全息光栅的制作实验报告

全息光栅的制作实验报告实验报告题目:全息光栅的制作实验一、实验目的:1. 了解全息光栅的原理和制作过程;2. 学会使用光刻技术制作全息光栅。
二、实验原理:1. 全息光栅的原理:全息光栅是一种利用光的干涉现象制作出来的一种光栅。
通过将物体的光波信息记录在光敏材料中,再利用干涉光生成全息图像。
2. 全息光栅的制作过程:制作全息光栅一般分为记录、制版和重建三个步骤。
其中,记录步骤是将物体的光波信息记录在光敏材料上,制版步骤是通过光刻技术将光敏材料进行蚀刻形成光栅,重建步骤是利用激光光源将原始物体的光波信息还原出来。
三、实验仪器和材料:1. 反射式全息光栅制作实验装置:包括激光光源、光学元件(分束器、镜片、光栅等)、全息光栅制作材料(光敏材料、显影液等)等。
2. 光刻设备:包括光源、掩膜、显影液等。
四、实验步骤:1. 准备工作:调整实验装置,保证激光光源的稳定输出和光学元件的合适位置。
2. 光敏材料涂覆:将光敏材料涂覆到玻璃基片上,形成一层薄膜。
3. 曝光记录:将物体放置在光敏材料前,调节光源的照射时间和强度,使光波信息被记录到光敏材料中。
4. 显影:将曝光后的光敏材料放入显影液中,显影液会溶解掉未曝光的区域,形成全息图像。
5. 激光刻蚀:将显影后的光敏材料放入光刻设备中,通过光刻技术进行蚀刻,形成全息光栅。
6. 全息光栅测试:使用激光光源将全息光栅照射,观察重建出的全息图像。
五、实验结果和分析:经过制作和测试,成功制得一张全息光栅。
在激光照射下,能够清晰重建出原始物体的光波信息,形成全息图像。
六、实验总结:通过本次实验,对全息光栅的制作过程有了较深入的了解。
全息光栅制作技术具有很高的科学和工程应用价值,可以用于大量的光学领域,如显示、存储等。
在实验过程中,还学到了光刻技术的应用,充分感受到了光学技术的魅力。
实验中还发现了一些操作和调试中的问题,对操作技巧和设备调整有了更好的认识。
通过这次实验,加深了对全息光栅制作原理和技术的理解,为今后的学习和研究奠定了基础。
全息光栅实验报告

实验光路图为:
三,实验数据记录与处理
次数12345
L(cm)
2△X(cm)
△X(平均)cm
sinθ=△x/(△x²+L²)½
sinθ (平均值)
所以,运用公式dsinθ=λ, d=λ/sinθ.
所以,最后算出的d =1442nm.
f=1/d = (1/nm)
四,实验误差分析
1),全息光栅记录的时候,干板夹持角度有问题,最后导致做光栅衍射时,衍射出的一级明条纹与零级明条纹不在一条线上,导致测量误差。
2),全息光栅记录的时候,我们组的干板夹在架上的位置有点低了,
导致最后在干板上只有一小部分记录到了光的干涉条纹。
3)测量读数误差。
五.课后思考题
1,全息光栅的应用有哪些
答:借助全息光栅可以帮助人们分辨出肉眼无法鉴别的物质,再生产,通讯,科研等方面有着广泛应用。
如应用于单色仪,光谱仪,分析设备,颜色测定仪,生产工艺控制,质量控制等方面。
另外在装饰方面,如光栅灯箱利用其分光原理能实现瞬间变画,在一些产品和证件的包装上,利用全息光栅技术制成防伪标识,在先进的数控机床上,利用光栅传感器来实现所需信号的传递……
2.我们的实验过程中,干板夹持的位置偏低,导致图案记录部分偏低。
且干板夹持的角度不正,虽然最后利用光栅做衍射时也能看到衍射光斑,但必须将干板倾斜很大的角度,也容易产生读数误差。
在实验中光路搭建过程也存在很大问题,总是不能非常合理的安排各光学元件,尽量拉大距离,且使两个反射镜光路成等腰三角形,有利于保证光程相等,夹角足够小。
在光栅显影,定影处理中,高质量的处理对实验成果有很大作用。
全息光栅的制作(B纸张_非常完整_BJTU物理设计性实验分析方案)

杨氏双缝干涉是分波面干涉的典型实验装置。由于每条狭缝不可避免有一定的宽度,于是双缝干涉与单缝衍射总是相伴而生的。杨氏双缝干涉法利用光束通过两条缝的0级衍射光在全息干板上进行相干叠加,从而制得全息光栅。
光路如图3所示。双缝间距b,全息干板与双缝的距离D。实验要求每条缝的缝宽较小,使光束通过两条缝的0级衍射条纹较宽,在全息干板可以有较大范围的重叠,从而制得较大面积的全息光栅。同时,所得光栅的光栅常数易于控制,只需改变全息干板与双缝之间的距离D或改变缝间距b即可,因为 。
[1]刘香茹, 巩晓阳, 郝世明, 李立本.“分波面法”制作全息光栅的两种新光路[J].中国科教创新导刊,2008(5>.
[2]刘香茄,陈庆东,李立本. 全息光栅制作光路的比较研究[J]. 大学物理实验, 2008(21>.
[3] 朱庆芳, 岳筱稗. 全息光栅的实验制作与研究[J]. 新乡帅范高等专科学校学报, 2004.
一般在光学稳定的平玻璃坯件上涂上一层给定型厚度的光致抗蚀剂或其他光敏材料的涂层,由激光器发生两束相干光束,使其在涂层上产生一系列均匀的干涉条纹,光敏物质被感光,然后用特种溶剂溶蚀掉被感光部分,即在蚀层上获得干涉条纹的全息像,所制得为透射式衍射光栅。如在玻璃坯背面镀一层铝反射膜,可制成反射式衍射光栅。
2)不要正对着激光束观察,以免损坏眼睛;
3)曝光时间要掌握好,曝光面切勿放反了;
4)由于有多组同学一起实验,处理干片的时候切勿将干片混淆;
5)在处理干片时注意避免光源<手机等)。
六数据与处理
1.测定所制光栅的光栅常数
将所制得的全息光栅置于激光器前,测量所成零级明条纹与一级明条纹的间距 与屏到光栅的距离 。根据干涉加强条件 ,其中 ,且夹角 较小,可以求得光栅常数 。再由 算出每毫M光栅常数。
全息光栅的制作(实验报告)完美版

全息光栅的制作(实验报告)完美版(2009-10-12 23:25:34)转载▼标签:光栅干片发散镜双缝白屏教育设计性试验看似可怕,但实际操作还是比较简单的~ 我的实验报告,仅供参考~实验报告封面全息光栅的制作一、实验任务设计并制作全息光栅,并测出其光栅常数,要求所制作的光栅不少于每毫米100条。
二、实验要求1、设计三种以上制作全息光栅的方法,并进行比较。
2、设计制作全息光栅的完整步骤(包括拍摄和冲洗中的参数及注意事项),拍摄出全息光栅。
3、给出所制作的全息光栅的光栅常数值,进行不确定度计算、误差分析并做实验小结。
三、实验的基本物理原理1、光栅产生的原理光栅也称衍射光栅,是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。
它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。
光栅的狭缝数量很大,一般每毫米几十至几千条。
单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉,形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样,这些锐细而明亮的条纹称作谱线。
谱线的位置随波长而异,当复色光通过光栅后,不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。
光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果(如图1)。
图12、测量光栅常数的方法:用测量显微镜测量;用分光计,根据光栅方程d·sin =k 来测量;用衍射法测量。
激光通过光栅衍射,在较远的屏上,测出零级和一级衍射光斑的间距△x 及屏到光栅的距离L,则光栅常数d= L/△x。
四、实验的具体方案及比较1、洛埃镜改进法:基本物理原理:洛埃镜的特点是一部分直射光和另一部分反射镜的反射光进行干涉,如原始光束是平行光,则可增加一全反镜,同样可做到一部分直射光和一部分镜面反射光进行干涉,从而制作全息光栅。
优点:这种方法省去了制造双缝的步骤。
缺点:光源必须十分靠近平面镜。
实验原理图:图22、杨氏双缝干涉法:基本物理原理:S1,S2为完全相同的线光源,P是屏幕上任意一点,它与S1,S2连线的中垂线交点S'相距x,与S1,S2相距为rl、r2,双缝间距离为d,双缝到屏幕的距离为L。
北京交通大学全息光栅

全息实验专题全息术(holography)是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的技术,是当代引人瞩目的新技术,它已经成为了近代光学量余力的一个重要分支。
其在全息干涉量度术、全息光学元件和全息信息存储、全息立体显示、全息变换、特征识别等方面有着广泛的应用前景。
目前全息术在科技、文化、工业、农业、医药、艺术、商业等领域都获得了一定程度的应用。
本专题主要介绍了关于全息术应用的两个方面:全息光栅的制作和全息照相。
包括了三个实验:1.一般分振幅法制作全息光栅;2.马赫-曾德干涉法制作全息光栅;3.全息照相。
实验1一般分振幅法制作全息光栅全息光栅是利用全息照相技术制作的光栅。
利用光的相干叠加原理使两束光在记录材料(全息干板)上发生干涉,将记录下来的干涉条纹进行显影、定影就能得到全息光栅。
全息光栅在光谱研究、光学精密测量和光波调制等方面都有重要的应用。
目前,用于工业自动化数控技术的光栅除了采用复制光栅以外,大都采用全息法制作光栅,全息法制作光栅的特点主要体现在以下几点:1)光路排布灵活,适合制作不同空间频率的光栅;2)光栅尺寸可做得很大;3)制作效率高;4)若制作正交正弦光栅,全息法则更显优越。
【1】有多种方法可以制作全息光栅,而用光波相干叠加的方法制作全息光栅的光路有两类,一类称为“分振幅法”,即利用分光镜,使同一光波一分为二,一部分透射,另一部分反射,然后使两束光相遇发生干涉,干涉条纹即为光栅;另一类称为“分波面法”,它将同一光波的波面一分为二,然后使两束光相遇发生干涉。
本专题采用的两种方法都为分振幅法,但光路略有不同。
实验目的(1)熟悉光路的安排及调节,熟悉暗室技术。
(2)按照一般分振幅法制作一维全息光栅,观察光栅光谱,并测量光栅有关特性。
实验器材全息平台,光学元件架六个,分束镜,扩束镜,平面反射镜两个,激光器,准直透镜,平晶,全息干板,带小孔的白屏,洗相设备。
实验原理1.全息法制作正弦光栅的原理【2】U 1U 2 θx图1实验原理图有两束平面波,其复振幅分布分别为θsin 21;ikx Be U A U ==,它们传播方向的夹角为θ,如图1所示,在空间屏幕上的光强分布为)sin cos(222sin sin 222sin 221θθθθkx AB B A ABe ABe B A Be A U U I ikx ikx ikx ++=+++=+=+=-(1)屏幕上将得到一组垂直于x 方向的直条纹。
全息光栅实验报告

实验名称:全息光栅的制作与测量实验日期:2023年11月X日实验地点:实验室实验目的:1. 理解全息光栅的制作原理。
2. 掌握全息光栅的制作方法。
3. 学习使用光学仪器测量光栅常数。
4. 分析实验数据,验证光栅常数。
实验原理:全息光栅是一种利用光的干涉和衍射原理制成的光学元件。
它通过记录和再现光波的振幅和相位信息,从而实现光波的精确复现。
在全息光栅的制作过程中,需要使用两束相干光束,一束作为参考光束,另一束作为物光束。
两束光束在记录介质上相遇并发生干涉,形成干涉条纹。
经过适当的曝光、显影、定影等过程,最终制成全息光栅。
实验仪器:1. 全息干板2. 半导体激光器3. 分束镜4. 扩束镜5. 反射镜6. 准直透镜7. 针孔滤波器8. 光栅常数测量显微镜9. 计算器实验步骤:1. 将全息干板固定在实验平台上,确保其表面平整。
2. 使用分束镜将激光器发出的光束分成两束,一束作为参考光束,另一束作为物光束。
3. 将扩束镜安装在参考光束的路径上,使参考光束均匀照射在全息干板上。
4. 将准直透镜安装在物光束的路径上,使物光束经过准直后照射在全息干板上。
5. 调整分束镜和准直透镜的位置,使参考光束和物光束在全息干板上相遇并发生干涉。
6. 通过针孔滤波器将全息干板上的干涉条纹聚焦到白屏上。
7. 使用光栅常数测量显微镜测量干涉条纹的间距,计算出光栅常数。
8. 对实验数据进行整理和分析。
实验结果:1. 全息光栅成功制成,干涉条纹清晰可见。
2. 通过测量干涉条纹的间距,计算出光栅常数为d=0.5mm。
数据分析与讨论:1. 光栅常数的测量结果与理论值相符,说明实验结果准确可靠。
2. 实验过程中,需要注意调整参考光束和物光束的夹角,以保证干涉条纹的清晰度。
3. 光栅常数的测量结果受测量仪器和操作者的影响,需要多次测量并取平均值。
实验结论:1. 通过本实验,掌握了全息光栅的制作原理和制作方法。
2. 学习了使用光学仪器测量光栅常数的方法。
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全息光栅的制作
引言
光栅是一种重要的分光元件,在实际中被广泛应用。
许多光学元件, 例如单色仪、摄谱仪、光谱仪等都用光栅作分光元件;与刻划光栅相比, 全息光栅具有杂散光少、分辨率高、适用光谱范围宽、有效孔径大、生产效率高, 成本低廉等突出优点,并且制作简便、快速。
1、实验目的
1、了解全息光栅的原理
2、用马赫-曾德干涉仪搭光路并拍照
3、学习对全息光栅的后处理
2、基本原理
(一)全息光栅
当参考光波和物光波都是平面波且与全息干板对称放置时可以在干板上形成平行直条纹图形,这便是全息光栅。
采用线性曝光可以得到正弦振幅型全息光栅。
从光的波动性出发,以光自身的干涉进行成像,并且利用全息照相的办法成像制作全息光栅,这是本节的内容。
(二)光栅制作原理与光栅频率的控制
用全息方法制作光栅, 实际上就是拍摄一张相干的两束平行光波产生的干涉条纹的照相底片, 如图1所示,当波长为λ的两束平行光以夹角θ交迭时, 在其干涉场中放置一块全息干版H , 经曝光、显影、定影、漂白等处理, 就得到一块全息光栅。
相邻干涉条纹之间的距离即为光栅的空间周期d (实验中常称为光栅常数) 。
有多种光路可以制作全息光栅。
其共同特点是①将入射细光束分束后形成两个点光源,经准直后形成两束平面波;②采用对称光路,可方便地得到等光程。
我们常采用马赫-曾德干涉仪光路,如图2所示。
Ⅰ
图1 全息光栅制作实验光路图
它是由两块分束镜(半反半透镜)和两块全反射镜组成,四个反射面接近互相平行,中心光路构成一个平行四边形。
从激光器出射的光束经过扩束镜及准直镜,形成一束宽度合适的平行光束。
这束平行光射入分束板之后分为两束。
一束由分束板反射后到达反射镜,经过其再次反射并透过另一个分束镜,这是第一束光;另一束透过分束镜,经反射镜及分束镜两次反射后射出,这是第二束光。
在最后一块分束镜前方两束光的重叠区域放上屏P 。
若Ⅰ,Ⅱ两束光严格平行,则在屏幕上不出现干涉条纹;若两束光在水平方向有一个交角,那么在屏幕的竖直方向出现干涉条纹,而且两束光交角越大,干涉条纹越密。
当条纹太密时,必须用显微镜才能观察得到。
在屏平面所在处放上全息感光干版,记录下干涉条纹,这就是一块全息光栅。
为了保证干涉条纹质量,光束I 和II 需要严格水平于光学平台,可在图中最后一个分束镜后面两束光的重叠区内放一透镜,将屏移到透镜的后焦面。
细调两块反射镜使光束I 和II 在屏上的像点处于同一水平线上,这样I 、II 严格水平于平台。
然后,可转动两块反射镜或最后一块分束镜使两个像点重合。
这时光束I 和光束II 处于重合状态,会聚角0=ω,应没有干涉条纹。
撤去透镜后,微调两块反射镜或最后一块分束镜的水平调节旋钮,改变I 、II 的会聚角使其不为零,就可在光束I 和II 的重叠区看到较明显的干涉条纹。
准确的控制光栅常数(即光栅的空间频率),是光栅质量的重要指标之一。
我们采用透镜成像的方法来控制制作的光栅的空间频率:
Ⅱ
Ⅰ
如果上图中经最后一块分束镜射出的两相干光束I 、II 与P 面水平法线的交角不相等,分别为θ1和θ2,ω=θ1+θ2称为两束光的会聚角,如图3中所示,
图2 两束光投射到屏幕上(俯视图)
则由杨氏干涉实验的计算得到两束光在P 面形成的干涉条纹的间距为: ⎪
⎭
⎫ ⎝⎛-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=+==
2cos 2sin 2sin sin 121212
1θθθθλ
θθλv d --------- (1-1)
式中λ为激光束的波长,对于He-Ne 激光器λ=6328∙
A 。
当21θθ=而且
(2/)21θθ+《1时,近似有:
ωλ
≈
d
---------------------------(1-2) 在本实验中,由于两束光的会聚角ω不大,因此可以根据上式估算光栅的空
间频率。
具体办法是:把透镜L 2放在图1-2中两束光I 、II 的重叠区,如图3所示.
图3用透镜估算两束光的会聚角(俯视图)
在L 的焦面上两束光会聚成两个亮点。
若两个亮点的间距为0x ,透镜L 的焦
距为ƒ,则有f x /0≈ω。
由此式和式(1-2)可得:0/x f d λ≈。
从而所得到的正弦光栅的空间频率为:
λf x d v 01==
------------------(1-3) 根据式(1-3),按需要制作的全息光栅对空间频率的要求,调整图2中两光束Ⅰ、Ⅱ的方向,使之有合适的夹角。
例如要拍摄100线/mm 的全息光栅,v =100线/mm ,本实验所配备的透镜L 1的焦距f=150mm ,氦氖激光器激光波长λ=0.63×10-3mm ,根据式(1-3),0x =λf v =0.63×10-3 ×150×100=9.5mm
实验时把屏幕放在L1的后焦面上(图3),根据两个亮点的间距,即可判断光栅的空间频率是否达到要求。
可调节图2中Ⅰ、Ⅱ两束光的方向,一直到0x =9.5mm 为止。
由式(1-1),并参照图1、2和图3,在实验中改变Ⅰ、Ⅱ两束光的方向从而改变光栅空间频率的途径有两种。
一种是绕铅垂方向略微转光路中的任一块反射镜或最后一块分束镜,从而改变2θ,使得干涉条纹的间距d 改变;另一种是绕铅垂方向旋转干版P ,这时在保持21θθω+=不变的条件下将使21θθ-改变,从而改变了d ,也即改变了空间频率υ。
在本实验中,因干版架无旋转微调装置,所以采用第一种办法。
以上方法制作的是最简单的一维光栅,以下是其观察示意图:
(二)正交光栅:
如果以上的一维光栅制作成功,那么两维光栅只需要对干版进行两次曝光就行了。
这两次曝光分别是让干版水平放置和垂直放置,
所用光路及拍摄方法与全息光栅基本相同,仍然是在马赫-曾德干涉仪上拍制。
只是暴光一次后,将全息干版旋转900再暴光一次,这样就使两个相互垂直的光栅拍在一块干版上,这就是正交光栅。
正交光栅的观察:
(三)全息干板与异丙醇介绍
实验室所选用的全息干板其材料比较特殊,它由红敏光致聚合物构成,只对氦氖激光发出的632.8nm 的红光十分敏感,因此可以在白光下曝光,其后处理过程都可以在白光下进行,这样使处理全息干板变得方便多了。
红敏光致聚合物全息干板
异丙醇是无色透明挥发性液体。
有似乙醇和丙酮混合物的气味,其气味不大。
蒸汽能对眼睛、鼻子和咽喉产生轻微刺激,能通过皮肤被人体吸收。
溶解性: 溶于水、醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂,能与水、醇、醚相混溶,本次实验中异丙醇主要起脱水的作用。
实现显影定影的方法有很多。
本次将全息干板先在清水中慢慢冲洗,然后放入浓度在90%以上的异丙醇中,这样实现显影与定影,各种处理过程中时间的掌握很关键。
实验室中用到的异丙醇
3、实验步骤
一、制作100线/mm 的全息光栅
(1)用金刚刀切割出自己所需要的全息干板,所选用的全息干板可以在白光下曝光,其后处理都可以在白光下进行, 准备好清水、乙炳醇、遮光用的黑色泡沫、吹风机。
(2)调节马赫-曾德干涉仪光路,调出干涉条纹,将光屏放在汇聚透镜的后焦面上,如果两光束平行的话,应该是一个亮点,由于亮点十分锐利,也较大,眼睛观察测量时会有大的偏差,所以在激光器后可以放一个孔径光阑,通过调节它可以改变亮斑的大小及亮度,已达到人眼最适合观察的那个状态。
(3)如图1 转动最后一块透射镜使得两个光点分离,由于所要制作的全息光栅的空间频率为100线/mm ,根据公式0x =0ff , 可以知道 0x =9.5mm 。
用尺测量光屏上两个亮点之间的距离,使其精确地达到9.5mm 。
(4)在离最后一块透镜最近的地方,也就是光斑重合面积最大的地方放置全息干板的样品,调节样品的高度,使得光斑的重合区域落在样板上
(5)遮住平行光管,用新的全息干板代替样板,要使乳胶面对着激光。
然
后,将干板的底座固定住。
(6)拿掉遮住平行光管的黑色泡沫块,进行曝光,曝光时间大约两分钟。
在曝光时要保证不受外来较大震动的影响,即不能说话,不能走动,不能通风。
(7)取下干板,用夹子夹住,然后在自来水下轻轻冲洗,观察,使其表面光滑而干净为止,再在清水中浸大约1分钟。
(8)放入异炳醇中浸大约两分钟。
(9)取出全息干板用吹风机吹干,如果在阳光下肉眼可以看到干板曝光处呈现彩色的话,说明是成功的。
如果制作好的全息光栅直接暴露在外面的话表面很快就会损坏,所以拍好的全息光栅要永久保存的话需用干净玻璃片覆盖全息干版感光面并用密封胶封住,这样就可得到可永久保存的全息光栅。
二、制作正交光栅:
制作正交光栅的方法与制作100线/mm的一维全息光栅的方法基本相同,就是要进行两次曝光,第一曝光好以后,立即遮住平行光管,然后将全息干板旋转90度,再进行第二次曝光。
后处理过程与制作一维全息光栅一样。
4、数据与图像记录
一、数据记录
按照图4观察一维全息光栅的衍射斑,记录主极大光斑与一级光斑之间的距离d ,物屏与光栅之间的距离z。
适当改变z,记录d
利用
z
f
d
λ
=,(f为光栅的空间频率)
二、图像记录
按照图4、5调节光路,分别观察一维全息光栅与正交光栅在物屏上的衍射图样,用相机记录下来。