全息照相实验报告.doc
光全息照相实验报告
实验报告实验三十四全息照相物理学院1300061311二下 6 组 03 号 2015.4.15一. 实验目的1•了解全息照相的基本原理；2•学习全息照相的实验技术，拍摄合格的全息图;3 •了解摄影暗室技术.二. 实验仪器光学平台，He-Ne 激光器及电源，快门及定时曝光器，扩束透镜，反射镜和 分束器，光功率计，全息底片，被摄物体，显微镜，暗室技术使用的设备.三. 实验原理全息照相中所记录和重现的是物光波前的振幅和相位，即全部信息，这是全 息照相名称的山来•但是，感光乳胶和一切光敬元件都是“相位盲S 不能直接记 录相位•必须借助于一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光的干涉条纹，间接 记录下物光的振幅和相位•直接观察拍好的全息图，看不到像•只有照明光按一定 方向照在全息图上，通过全息图的衍射，才能重现物光波前，使我们看到物的立 体像•故全息照相包括波前的全息记录和重现两部分内容。
下面是透射式全息照 相原理。
1•全息记录如果将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来，那就记录了底片所在位 置物光波前的振幅和相位物光一点发出的球面波波前：〃0（如刃=人（忑y ）exp ［诫）（兀y ）］参考光波前： 则底片上总复振幅:光强分布：Ig) = UU感光底片在曝光后经显影和定影等暗室技术处理，成为全息图•适当控制曝光 量〜 2兀匕(兀 y) = A r exp[/ — ysina]Ug y) = U Q (x.y)+U r (x, y)及显影条件，可以使全息图的振幅透过率:与曝光量E（正比于光强1）成线性关系，即心,刃=山一例（九y）1）一个很好的相干光源，本实验用的氨氛激光器，相干长度约为20cmo为保证物光和参考光之间良好的相干性，要尽可能使两束光光程相等。
2）保证全息照相所用系统的稳定性。
尤其是曝光的3-4秒内，千万要保持台面的稳定。
3）高分辨率的感光底片，本实验用的感光底片分辨率为3000条/mm。
实验报告全息照相
iii)反转全息片，发现有时候能看到虚像，有时候有模糊的虚像，但是找不出明确的规律。
【分析讨论】
实验一共反复进行了三次：第一次是毛主席像章，第二次是骷髅头和戒指，第三次是手表。其中第二次照的最清楚，可以明显看到骷髅头和戒指的远近层次。第三次手表采用连续三次曝光，每次时间长度为1秒的方法拍摄，本来预期得到三个秒针，但后来因为表面反射太强，看不到秒针。
iii)关闭快门挡住激光，经底片装在底片夹上，注意让乳胶面对着光入射方向。静置两三分钟后，开始曝光。
iv)对曝光后底片作化学处理，显影液用D-19，定影液用F-5，显影时间30秒，定影时间2分钟，完事以后用清水冲洗。晾干。
b)透射式全息图的重现
i)用透镜将激光扩束后照明全息图，尽可能使光照方向沿着原来参考光的方向。观察虚像。可以看到立体的图像。
【实验内容】
a)透射式全息图的记录
i)打开激光器，设计安排光路，光路满足要求：
经透镜扩展后参考光的光程大致相同，相差不要超过5cm；
在底片处物光和参考光的光强比约为1:2到1:6.
ii)关上照明灯（可以打开暗绿灯）。调节定时曝光器，为1秒到3秒。
a)投射式全息照相
所谓透视时全息照相是指重现时所观察和研究的是全息图透射光的成像。
i)全息记录
如果将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来，那就记录了底片所在位置物光波前的振幅和位相。
ii)物光波前的重现
用一束于参考光完全相同的平面波照在全息图上，则在平面上全息图透射光的复振幅分布为：
这样，
透过全息图以后平面上波前就可以分成3项，第一项是一个衰减了的照明光，第二项是+1级衍射，它对应原来的物光，第三项是物光的共轭波前。这三项有一个角度分离，因此我们可以分开他们。
全息照相 实验报告
全息照相实验报告全息照相实验报告引言：全息照相是一种利用光的干涉和衍射原理记录并再现物体的三维信息的技术。
它不同于传统的摄影技术，能够捕捉到更加真实的物体形态和细节。
本实验旨在探究全息照相的原理和应用，并通过实际操作进行验证。
一、实验装置与原理实验装置主要包括激光器、物体、全息板、参考光源和干涉平台。
激光器产生单色、相干的激光光源，物体是待记录的三维物体，全息板是记录物体信息的介质，参考光源提供参考光波，干涉平台用于固定和调整装置。
全息照相的原理是利用激光光源照射物体，物体的光波与参考光波相干叠加，形成干涉图样。
这些干涉图样被记录在全息板上，通过再次照射全息板，可以重建出物体的三维信息。
二、实验步骤1. 准备实验装置，确保激光器和参考光源的稳定输出。
2. 将物体放置在干涉平台上，并调整合适的位置和角度。
3. 调整全息板的位置和角度，使其与物体和参考光源的光波相交。
4. 打开激光器，照射物体和全息板，进行记录。
5. 关闭激光器，移除物体，重新照射全息板，进行重建。
三、实验结果与分析实验中，我们选择了一个小玩具作为物体，通过全息照相技术进行记录和重建。
在记录过程中，我们观察到物体的光波与参考光波相干叠加，形成了一幅干涉图样。
这个图样记录在全息板上，呈现出一种类似彩虹的条纹纹理。
在重建过程中，我们重新照射全息板，发现原先的条纹纹理被再次呈现出来，并且物体的三维形态也被恢复出来。
这种全息照相技术能够在一定程度上还原物体的真实形态，使得观察者能够从不同角度获得更加真实的观感。
四、全息照相的应用全息照相技术在科学研究、工程设计和艺术创作等领域都有广泛的应用。
在科学研究中，全息照相可以用于记录微小物体的形态和运动，为研究者提供更加详细的信息。
在工程设计中，全息照相可以用于检测和分析物体的缺陷和变形，提高产品的质量和可靠性。
在艺术创作中，全息照相可以用于创造立体感和动态效果，为艺术家带来更多的创作灵感。
然而，全息照相技术也存在一些挑战和限制。
激光全息摄影实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解激光全息摄影的基本原理和过程。
2. 掌握激光全息摄影的实验操作步骤。
3. 学习全息图的制作与再现技术。
4. 分析实验结果，探讨影响全息摄影质量的因素。
二、实验原理全息摄影是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维图像的技术。
它通过记录物体反射或透射光波的振幅和相位信息，实现对物体三维形状的完整记录。
激光全息摄影实验主要包括以下步骤：1. 激光器发射激光束，分为两束：一束为参考光束，另一束为物光束。
2. 物光束照射到被摄物体上，反射光与参考光在感光胶片上发生干涉，形成干涉条纹。
3. 干涉条纹记录在感光胶片上，形成全息图。
4. 用激光照射全息图，再现出被摄物体的三维图像。
三、实验仪器与材料1. 激光器：半导体激光器2. 分束器：分束比为1:13. 反射镜：平面镜、球面镜4. 扩束镜：Fθ镜5. 全息干板：光敏胶片6. 显影液、定影液、清水7. 实验台、载物台、支架等四、实验步骤1. 将全息干板固定在支架上，确保其垂直于激光束。
2. 调整激光器，使激光束通过分束器分为两束，一束为参考光束，另一束为物光束。
3. 调整反射镜，使参考光束照射到被摄物体上，反射光与物光束发生干涉。
4. 将全息干板放置在干涉光场中，记录干涉条纹。
5. 暗室条件下，将全息干板显影、定影，得到全息图。
6. 用激光照射全息图，观察再现的三维图像。
五、实验结果与分析1. 实验过程中，通过调整激光器、反射镜和全息干板的位置，可以得到清晰的全息图。
2. 全息图上显示的干涉条纹密度和清晰度反映了实验操作的准确性。
3. 通过观察再现的三维图像，可以验证实验结果的正确性。
4. 影响全息摄影质量的因素包括：激光束的稳定性、全息干板的质量、实验操作技巧等。
六、实验总结本次实验成功完成了激光全息摄影的实验操作，掌握了全息摄影的基本原理和实验技术。
通过实验，我们了解到全息摄影在记录和再现物体三维形状方面的独特优势，为今后在相关领域的研究和应用奠定了基础。
激光全息照相(实验报告)
F am e虿实验32激光全息照相薄日期：理工学院材料物理桌号：3&5薃实验人：刘家兴07305833 合作人：黄瑞祺07305834螀一、实验目的螇1.学习全息照相的基本原理和方法芇2. 了解全息照相的主要特点芃3.学习观察全息照片的方法螁二、仪器设备祎全息照相的整套装置（PHYWE）如图1所示：蚆图1全息照相实验装置肃三、实验原理蕿全息照相是一种采用相干光源的两步光学成像过程。
第一步是在记录介质上记录由参考光和物光形成的复杂的干涉图样一一全息图，第二步是在适当的照明下从全息图再现出物体通常的图象，所以全息照相的基本理论，实质上就是一种较为广义的双光束干涉场的计算。
芈由激光器发出的相干光经分束器之后，一束照明物体成为景物光， 另一束为参考光。
光束成一定的夹角入射到记录介质上，相互干涉而记录下全息图。
由于记录介质只能记录振幅，可见物波的位相记录也是利用干涉的原理转换成相应的振幅关系加以记录的。
肆为简单起见，我们从点光源发出的球面波相干涉着手来讨论全息图的一些基本特点。
因为广延光源和被照明的物体可以看作点源的集合，平面波可看成点源在无穷远发出的球面 波。
所以讨论具有一般性。
螄1.全息照相记录的信号蚀如图2所示，右^!，召二-d 为物点所在的物平面， x 2,y 2,z 2 -0为记录介质所在的像平面，P X^y^Z ! =「d 为物点，RX r ,y r ,Z r 在任意平面 X r ,y r ,Z r 上，R 点源于平 面X 2, y 2,0的距离为Z r 。
Qx 2,y 2,Z 2为记录介质平面上任一点。
若物光与参考光是相干的，则记录介质上的光强分布为2 2 * *莆I = a 0 r 0 r a ra（ 1）蒅其中，a =a ° ex P （i a ）为物点源到达全息图平面的光波的复振幅，r = r o exp （i r ）为全息图上参考波的复振幅。
蒄由于做全息照相时，总是尽量使参考光和物光独立在记录介质上的照度均匀，所以在全息图上a ；和r O 2变化比较缓慢。
全息技术照相实验报告
一、实验目的1. 了解全息技术的基本原理和拍摄方法。
2. 掌握全息技术拍摄过程中的操作技能。
3. 通过实验，观察全息图像的再现效果，加深对全息技术原理的理解。
二、实验原理全息技术是一种记录和再现光波振幅和相位信息的照相技术。
其基本原理是利用光的干涉和衍射现象，将物体光波和参考光波进行干涉，形成干涉条纹，将干涉条纹记录在感光材料上，从而获得全息图像。
当用激光照射全息图像时，由于干涉条纹的存在，光波发生衍射，从而再现出物体的三维立体图像。
三、实验仪器与材料1. 全息实验台2. 半导体激光器3. 分束镜4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 底片夹8. 被摄物体9. 全息干板10. 曝光定时器11. 显影及定影器材四、实验步骤1. 搭建实验装置：将全息实验台、半导体激光器、分束镜、反射镜、扩束镜等仪器连接好，确保光路畅通。
2. 调整光路：根据实验要求，调整光路参数，使物光束和参考光束满足干涉条件。
3. 拍摄全息图像：a. 将被摄物体放置在载物台上，调整物体位置，确保物体与全息干板之间的距离适中。
b. 开启激光器，调节曝光时间，使全息干板充分感光。
c. 拍摄全息图像，记录曝光参数。
4. 显影及定影：将拍摄好的全息干板进行显影和定影处理，以增强图像质量。
5. 观察全息图像：a. 用激光照射全息图像，观察再现效果。
b. 从不同角度观察全息图像，比较立体效果。
五、实验结果与分析1. 通过实验，成功拍摄出全息图像，并观察到再现的三维立体效果。
2. 实验过程中，调整光路参数和曝光时间对全息图像的质量有很大影响。
合适的参数可以使全息图像更加清晰、立体感更强。
3. 全息技术在艺术、防伪、光学测量等领域具有广泛的应用前景。
六、实验总结本次实验使我们对全息技术的基本原理和拍摄方法有了深入的了解，掌握了全息图像的再现效果。
在实验过程中，我们学会了调整光路参数和曝光时间，提高了实验技能。
全息技术在现代社会具有广泛的应用价值，通过本次实验，我们对全息技术有了更加浓厚的兴趣。
物理实验-全息照相-实验报告
班级__信工C班___ 组别______D______姓名____李铃______ 学号_1111000048_日期___2013.3.6___ 指导教师___张波____【实验题目】_________全息照相【实验目的】1.了解全息摄影的基本原理、实验装置以及实验方法；2.掌握激光全息摄影和激光再现的实验技术；3.通过观察全息图像的再现，弄清全息照片和普通照片的本质区别【实验仪器】防震全息台，氦—氖激光器，扩束透镜，分束棱镜（或分束板），反射镜，毛玻璃屏，调节支架，米尺，计时器，照相冲洗设备等。
【实验原理】全息摄影采用激光作为照明光源，并将光源发出的光分为两束，一束直接射向感光片，另一束经被摄物的反射后再射向感光片。
两束光在感光片上叠加产生干涉，感光底片上各点的感光程度不仅随强度也随两束光的位相关系而不同。
所以全息摄影不仅记录了物体上的反光强度，也记录了位相信息。
人眼直接去看这种感光的底片，只能看到像指纹一样的干涉条纹，但如果用激光去照射它，人眼透过底片就能看到原来被拍摄物体完全相同的三维立体像。
全息图种类很多，有菲涅耳图、夫琅和费图、傅立叶变换全息图、彩虹全息图、像全息图、体积全息图等。
不管哪种全息图都要分成两步来完成，即用干涉法记录光波全息图，称波前记录；用衍射原理使原光波波前再现，称波前再现。
1.全息照相的过程物体发出的包含振幅和位相信息的光可以用下式表示：其中：为振幅，为位相。
普通摄影只能记录物体光波的振幅信息，而位相信息全部丢失，因此照片没有立体感。
数学表达式为：实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相，在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。
如右图所示，激光器L发出的激光由分束镜BS将光线一分为二，透射光线经反射镜M2反射再经过扩束后照射在被摄物体上，这束光线称为物光(O光)；反射光线经反射镜M1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上，因而称为参考光(R光)；两束光线在P处相干并形成干涉条纹，这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
全息照相实验报告
全息照相实验报告全息照相实验【目的要求】1．了解全息照相记录和再现的基本原理；2．掌握漫反射全息照片的摄制方法及加深对全息照片特点的理解。
【仪器用具】JQX－1型激光全息实验台，He-Ne激光器，分束镜（50％）一个，扩束镜（40倍）两个，全反射镜两个，被摄物体（如：小瓷猪，小瓷马等）及放置物体的底座，全息干版及底架，暗室技术使用的设备。
【原理】普通照相底片上所记录的图象只反映了物体上各点发光（辐射光或反射光）的强弱变化，也就是只记录了物光的振幅信息，于是，在照相纸上显示的只是物体的二维平面像，丧失了物体的三维特征。
全息照相则不同，它是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。
这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来，因而称为全息照相。
全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯（D. Gabor）发现，但是由于受光源的限制（全息照相要求光源有很好的时间相干性和空间相干性），在激光出现以前，对全息技术的研究进展缓慢，在60年代激光出现以后，全息技术得到了迅速的发展。
目前，全息技术在干涉计量、信息存储、光学滤波以及光学模拟计算等方面得到了越来越广泛的应用。
伽伯也因此而获得了1971年度的诺贝尔物理学奖。
（一）、全息照相与全息照相术在介绍全息照相的基本原理之前，首先看一下全息照相和普通照相有什么区别。
总的来说，全息照相和普通照相的原理完全不同。
普通照相通常是通过照相机物镜成像，在感光底片平面上将物体发出的或它散射的光波（通常称为物光）的强度分布（即振幅分布）记录下来，由于底片上的感光物质只对光的强度有响应，对相位分布不起作用，所以在照相过程中把光波的位相分布这个重要的信息丢失了。
因而，在所得到的照片中，物体的三维特征消失，不再存在视差，改变观察角度时，并不能看到像的不同侧面。
图1 波前干涉实物光路图全息技术则完全不同，由全息术所产生的像是完全逼真的立体像（因为同时记录下了物光的强度分布和位相分布，即全部信息），当以不同的角度观察时，就象观察一个真实的物体一样，能够看到像的不同侧面，也能在不同的距离聚焦。
全息照相实验报告
实验5.5 全息照相
一、实验分析：
全息照相物光波和参考光波相干涉产生的结果，从干板的任何一个位置看去，都可以看到完整的物体的像。
在做全息照相实验的过程中，应该注意的是：物光与参考光的光程差不能大于2cm；参考光的光强应该是物光的3~5倍，光强的大小通过电流值的大小来体现；同时还要注意光强大小与曝光时间的关系，光强较大的情况下，要适当减短曝光时间，光强较小的情况下，可以适当延长曝光时间来使溴化银干板充分曝光，我们组的实验过程中，光强值较小，物光对应的电流值大约为0.5~0.8之间，所以我们选择的曝光时间为两分钟。
另外，在曝光时应注意让干板有溴化银的一面对着光路，才能够正确曝光。
照相完成后，洗像的过程中，有三种溶液，分别是显影，停影和定影。
显影液呈碱性，而停影液和定影液都是酸性，因此，为了避免液体之间的相互混合而失效，从显影液中取出干板后，要先用清水冲洗干净后再放入停影液中，而停影和定影之间不需要用清水冲洗。
洗像完成后的干板，就可以透过红色激光来观测照出的像。
二、实验总结
我们组的实验最终照出的像没有呈现出完整的物象，而只是照出了一个点和两条线。
分析原因可能是我们的物光打在物体上时只照在了物体的局部，而没有照到完整的物体，因此成像只是物体的一部分；
另外一个可能的原因是在放干板时可能判断错了有溴化银的一面，将干板放反，使没有溴化银的一面对着光路，这样的话有溴化银的一面接受到的光强就会非常弱，而且成像也与预期的不一样。
全息照相实验报告
全息照相实验报告实验报告学⽣姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：⼀、实验室名称：全息照相实验室⼆、实验项⽬名称：全息照相实验三、实验学时：四、实验原理：普通照相是把物体通过照相物镜成像于照相底⽚上，每个物点转换成⼀个对应的像点。
并将被摄物体在某个瞬时漫射的光波（物光波）所反映的物体的亮度分布成像于底⽚上，底⽚记录的是与物光波振幅的平⽅成⽐例的强度分布，它丢失了物光波的相位信息，所以普通照⽚上的物像没有⽴体感。
全息照相虽然也是⼀种照相过程，但在概念上同普通照相根本不同。
全息照相记录的不是物光的强度分布，⽽是⼲涉条纹。
⼲涉条纹的可见度反映了物光波的振幅，⼲涉条纹的疏密和取向则由物光波的相位决定。
物体上每个点发出的光波记录在整个底⽚上，换⾔之，底⽚上的每个点都记录了所有物点发出的光波。
这样⽤⼲涉法把物光波场的“全部信息”都记录下来所获得的照⽚，称为全息照⽚或全息图。
由全息图可以再现物光波，从⽽形成与原物体逼真的三维像。
这个物光波的完整记录与再现的过程，便称为全息术或全息照相。
（⼀）透射式全息照相1. 物光波波前的记录物光波波前信息包括它的振幅和相位，⽽现有的记录介质只对光的强度即振幅的平⽅产⽣响应。
因此，在波前记录时必须把相位信息转换为强度信息。
为此，⼈们借助于参考光与物光的⼲涉来实现上述转换。
显然，参考光和物光应具有很好的相⼲性，⽽且记录物光波波前的光路需按⼀定的规则布置，以保证获得更佳的⼲涉效果。
⼀种常⽤的静物全息记录光路如图所⽰。
激光束经分束镜分为两束光，⼀束经全反射镜反射并扩束后，均匀照明被摄物，再经被摄物漫反射，带有了被摄物的信息，照射在记录介质——⼲板上，这束光称为物光；另⼀光束经全反射镜反射与扩束镜扩束后，直接均匀地照明⼲板，这束光不带物的信息，称为参考光。
两光波在⼲板上相遇产⽣相⼲叠加形成⼲涉图样，使感光物质感光记录在⼲板上。
经暗房操作处理后，成为可永久保存并随时重现光波波前的全息照⽚。
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1 12 全息照相实验报告 如何做全息照相实验?实验报告又是如何写?那么，下面请参考公文站我给大家分享的全息照相实验报告，希望对大家有帮助。 全息照相实验报告 【实验目的】 1.了解全息照相的基本原理。 2.掌握全息照相以及底片的冲洗方法。 3.观察物象再现。 【实验仪器】 防震光学平台、氦氖激光器、高频滤波器)、扩束透镜(两个)、分束器、反射镜(两个)、全息Ⅰ型干版、显影液和定影液及暗房设备。 【实验原理】 全息照相与普通照相无论是在远离上还是在方发生都有本质的区别。普通照相是用几何光学的方法记录物体上各点的发光强度分部，得到的是二维平面像，像上各点的照度与物体上的各点发光强度一一对应。而全息照相的记录对象是整个物体发出的光波(即物体上各点发出的光波的叠加)，借助于参考光用干涉的方法记录这个物光波的振幅和位相(周相)分布，即记录下物光波与参考光波相干后的全部信息。此时，记录信息底片上得到的不是物体的像，而是细密的干涉条纹，就好像一个复杂无比的衍射光栅，必须经过适当的再照明，才能重建原来的无广播，从而再现物体的三维立体像。由于底片上任 2 12
何一小部分都包含整个物体的信息，因此，只利用拍摄的全息底片的一小部分也能再现整个物像。 1.全息记录 全息照相的光路图如下图所示： 感光底板 用激光光源照射物体，物体因漫反射发出物光波。波场上没一点的振幅和相位都是空间坐标的函数。我们用O表示物光波没一点的复振幅与相位。用同一激光管员经分光板分出的另一部分光直接照射到地板上，这个光波称为参考光波，它的振幅和相位也是空间坐标的函数，其复振幅和位相用R表示，草考光通常为平面或球面波。这样在记录信息的底板上的总光场是物光与参考光的叠加。叠加后的复振幅为O+R，如图从而底板上各点的发光强度分布为
I(OR)(O*R*)OO*RR*OR*O*RIOIROR*O*R (式1) 式子中，O*与R*分别是O和R的共轭量;I。，IR分别为物光波和参考光波独立照射底版时的放光强度。 2.物相再现 3.底板经过曝光冲洗后，形成各处透光率不同的全息照片，它相当于一个复杂的光栅。一般来说，光透过这样的全息照片时，振幅 3 12
以及位相都要发生变化。如果令 t=透过光的复振幅/入射光的复振幅 (式2) 则复振幅透过率t一般为复数。但对于平面吸收型全息照片t为实数。如果曝光及冲洗合适，可使得 tt0KI (式3) 物象再现是用光照射已经摄制好的全息照片并观察透过光。这个过程称为波前重现，通常再照光与拍摄全息照片的参考光束R相同，因此，透过的光波的复振幅与位相用W表示，则： (式4) Wt0RKR(I0IROR*O*R)[t0K(I0IR)]RKIROKRO*R 第一项与参考波R成正比，是按一定比例重建的参考波，或者说是直接透过再找光相当于零级衍射波。 第二项与原来的物光成正比，是按一定比例重建的物光波，相当于一级衍射波。这个光波根据惠更斯原理继续传播，与原来物体在原来位臵发出的光波相同，仅仅是振幅按一定比例改变，位相改变180度。因此全息照片后面的观察者对这个光波方向观察时，可以看到原来物体的三维立体像。如图所示： 全息照片 一级衍射波人眼观察 第三项与物光波的公轭光波O*有关。它是因衍射而产生的另 4 12
一个一级衍射波，称为孪生波。这意味着在须向的相反一侧会聚称一个共轭的实像。 【实验内容与测量】 1.全息照相 (1)设计光路系统如下图，打开激光光源预热，激光器的电流指示为6～7mA，光路系统应该满足下列条件： ①物光束和参考光束由分光板至感光版之间的光程大致相等 ②用透镜将物光束扩展到保证整个被摄物都能受到光照，参考光束也应扩展使感光板有均匀光照 ③照在感光板上的物光束和参考光束之间的夹角在30～50之间为宜 ④参考光束应强于物光束，在放感光板的地方她们的强度比约为3：至5：1 (2)关闭室内照明灯，用光电池测量放感光板处参考光束和物光光束的强度，以检验发光强度比是否符合要求。曝光时间应该控制在20～60s之间。 (3)上快门，调好曝光定时器的曝光时间，装感光板。使乳胶面向着入射光，静臵几分钟使防震台不振动后曝光。 (4)显影和定影。显影液用D-19显影液，显影时间为2min。取出感光板后用自来水冲洗。然后放在定影液中......再水洗2～3min即可观察物象再现。 2.物象再现 5 12
1)用激光照射全息照片的正面。尽可能使光照方向与原来参考光束方向一致，从照片反面观察物象。 2)用1)的方法观察到正立的三维图象后，旋转全息照片180度，使其反面被激光照射。 3)用自己所想的方法观察全息照片。 【实验心得】 光学实验中光路调节注意事项 。 整个调试光路的过程中是分别依次加入光学元件 遵循的原则:每两个光学元件始终保持等高,共轴 【数据处理实验结论】 在这次光学实验中，对于再现像的观察我们没有得到再现像的实验结果，对此我觉得我们必然在某处有错误，或者是由于实验仪器造成，因此我展开分析，下面是一些分析结果。 实验中决定成功的因素： 一、系统稳定性对实验结果的影响由于全息图上所记录的是参考光和物光的干涉条纹, 而这些条纹非常细, 在曝光过程中, 极小的振动和位移都会引起干涉条纹的模糊不清, 甚至使干涉条纹完全不能记录下来。 二、光路对实验结果的影响 (1) 参考光和物光的光程差的影响。参考光和物光的光程差[ 1 ]不能太大, 不能大于所用激光的相
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干长度, 否则两者不能相干, 无法在全息干板上获得干涉条纹。 (2) 参考光和物光的夹角的影响。假如全息干板上干涉条纹的间距为d, 光源波长为λ。根据干涉原理, d 与参考光和物光之间的夹角θ有关, 而干板分辨率η 与d 有关 。可以看出, θ角愈大, 所记录的干涉条纹就越细, 对干板的分辨率要求越高, 故夹角θ不能太大。而夹角θ对全息图再现象时的 7 12
观察窗(视角) 有影响, 夹角大, 可在较大范围内从不同角度观察物象, 反之, 观察窗则小, 因此夹角θ也不能太小。 (3) 参考光和物光的光强比的影响。全息照相是物光与参考光的双光束干涉. 对于一般双光束干涉来说, 如果2束光的光强相同, 干涉条纹可得到最大的对比度, 这对一般线性接受元件是合适的。而对全息照相的记录介质来说, 曝光量( T) 和振幅(H) 透过率的特性曲线是非线性的, 在曲线两端发生奇变, 如图3所示, 产生较高阶的衍射光,使衍射效率降低。 干板的曝光特性 另一方面, 当物光比参考光强, 斑纹比较显著, 产生较大量的晕轮光围绕零级衍射光, 降低了成象的光通量, 致使效率降低。 (4) 全息干板固定不牢或夹持位臵偏差大, 以及把有药面的一面与玻璃面放反, 都会造成实验的失败。 三、曝光与显影对实验结果的影响 (1) 曝光时间的影响。如果曝光时间太短, 底板上条纹太浅甚至没有, 复杂的衍射光栅无法形成, 当然也就无法再现像。若曝光时间太长, 底板可能太黑, 光线的透过率降低。另外, 曝光时间越长, 保持系统稳定性越难, 曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败[。 (2) 显影时间的影响。显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。若显影时间太长, 全息干板发黑, 光线的透射率降低, 无法再现像; 而显影时间太短, 干板上条纹不能出现, 无法形成复杂的衍 8 12
射光栅, 甚至是一块透明玻璃片, 也无法再现像。 改进方法： 光路的选择 (1)单物光束反射、透射全息照相光路 实验装臵如图1、图2所示[2]，从激光器S发出的光波被分束镜T分成2束，一束经M1反射和凸透镜扩束后照射在被摄物体上，经物体反射( 图1 ) 或透射( 图2 ) 的光再照射到全息干板P上，这束光为物光波。另一束经M2反射和扩束后直接照射在全息干板P上，这束光为参考光波。由于这2束光是相干的，所以在全息干板上就形成明暗相间的干涉条纹并被记录。条纹的形状和疏密反映了物光的位相分布情况，而条纹明暗的反差反映了物光的振幅。感光底片上将物光的信息都记录下来，经过显影、定影处理后，便形成与光栅相似结构的全息图，即全息照片。优点：实验装臵简单，照射到物体上的光较强，容易控制物光和参考光的光比，再现照片反差大，轮廓分明。缺点：由于被摄物体不是平面物体，而光又是沿线传播的，所以物体不能被全部照亮，干板上记录的影像信息只是物光束能照射到的部分，其他部分的像是暗的，照片层次较差。 (2)双物光束漫反射全息照相光路 为了克服单物光束拍摄全息照片的缺点，可以用2束光照射物体，照亮原单束光照不到的地方[3]，并在想突出表现的部位打上较强的光，从而使全息片层次更丰富，表现力更强。从全息照相的原理考虑，物光束和参考光束必须是相干光，因此，它们必须来自同一光