全息照相实验论文(朱)

1、贵州民族大学guizhou minzu university信息光学课程论文论文题目：全息照相实验学院（系）：涪息工程学院专 业：光信息科学与技术年 级：2010级姓 名：学 号：完成时间：2013年 6刀 20 口全息照相实验论文摘要：全息照相是一种利川波的干涉利衍射为基础记录被摄物体反射或透射光波中振幅、相 位全部信息的照相技术。是英籍匈牙利科学家丹尼斯.盖们发明的，到1960年激光出现以后, 为全息照相技术提供了一个很好的相干光源，所以全息照相获得了迅速发展。关键词：全息照相干板衍射干涉全息照相原理：全息照相的第一步是全息再现，即用一朿激光照射全息图，这束 激光的频率和传输方向应该与参考

2、光束完全一样，于是就可以再现物体的立体图 象。人从不同角度看，可看到物体不同的侧面，就好像看到真实的物体一样，只 是摸不到真实的物体。1、用干涉方法记录物光波波前，其记录过程如图1所示：图1波前记录记录的介质是银盐感光t板，对两个波前的t涉图样曝光后，经过显影、定影 处理得到全息图。2、用衍射效应再现物波波前，其再现过程如图2所示：图2 (a)用原始参考光照叨实像照明光波r*x ayuso*d'bc、图2 (b)用共轨参考光照明全息照相的光路系统要满足的条件：(1) 光束和参考光朿由分光板至感光版z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

3、展 使感光板有均匀光照；(3) 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 之间；(4) 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。全息 照和的光路系统如图3所示：全息照相的特点：根据实验知道，全息照相与普通照相无论在原理上还是方法上都有本质上 的丼别。普通照和是以几何光学的折射定律为基础，利用透镜把物体成像在平面 上，记录各点的光强或振幅分布，物象之间各点一一对应，但却是二维平面像上 的点与三维物体各点之间的对应，因此并不完全逼真，即使一般所谓的“立体照 相”也多是利用双冃视差的错觉，而不是物体的真正三维图彖。而全息照相是以 光的干涉、衍

4、射等物理光学的规律为基础，借助于参考光波记录物光波的振幅与 位相的全部信息，在记录介质（如感光干版）上得到的不是物体的像，而只有在 高倍显微镜下才能观察得到的细密干涉条纹，称之为全息图。（在感光版上看见 的同心环，斑纹z类不是原来物体的真正信号，而是由给出参考光的发射镜上的 灰尘微粒及其它散射物引起的。）条纹的明喑程度和图样反映了物光波的振幅与 位相分布，好象是一个复杂的衍射光栅，只有经过适当的再照明才能重建原来的 物光波。与普通照片相比，全息照片还具有如下儿个特点：（1）全息照片在适当的照明卜重建物光波与原来的物光波具有相同的深度 和视差。改变观察的位宜，就可以看到景物被遮拦的物体，观察近距

5、离的物体， 眼睛必须重新调焦。（2）把全息照片分成小块，其屮每一小块都可以再现整个图象。因为照片 上每一点都受到参考光和被摄物体所有部分的光的作用，所以这些点就用编码的 形式包含了整个图彖的信息。但是当小块逐渐减小时，分辨率逐渐变差。这是因 为分辨率是成像系统孔径的函数。（3）全息照片可以用接触法复制，但无正负片之分，不论是原来的还是复 制的都再现被摄物体的正像。而且无论照明乳剂的反差特性如何，再现影象的反 差同原物体的反差都非常接近。（4）全息照片绕垂直轴线转，引起一个倒转的像，让全息照片绕一水平轴 线旋转，也产生一个倒转的像，但让全息照片绕一个垂直与全息图平面的轴线转， 则不引起像的倒转。

6、（5）最厉一个特点是在同一张底片上用连续曝光方法可以重叠几个影象， 而每一张影象又不受其它影彖的干扰而单独显现。实验中获得清晰的再现像的关键是要选用具有良好的相干性和稳定性的激 光作为光源。光路的调整更是至关重要的。一个好的光路，既耍使物光和参考光 能够发生干涉，还要保证干涉条纹间隔清晰，反差合适。所以要首先调整好物光 和参考光的光程，以保证t涉能够发生，然后再调整物光与参考光束之间的夹角 及物光和参考光的光强比，保证全息照片的清晰度和反差。另外，在曝光时系统 要稳定，保持拍摄环境安静。难点分析：'' 1.在曝光过程屮有振动或位移，由于全息图上所记录的是参考光和物 光的干涉条纹

7、，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來。2.没有更好的调整好参考光和物光的光程差。参考光和物光的光程差 不能太大也不能太小，不能大于所用激光的相干长度，否则两者不能相干，无法 在全息干板上获得干涉条纹。3. 没有更好的调整好参考光和物光的夹角。假设全息干板上干涉条纹 的间距为d,光源波长为入。根据干涉原理，d与参考光和物光z间的夹角0关 系为，而干板分辨率几 与d的关系为。可以看出，0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e不能太大。而夹角e对全息图再现像 时的观察窗（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e也不能太小。4. 光路中使用过多反光镜导致光强过小，从而影响干涉效果。5. 曝光时间没有