全息摄影课件

全息照相天津大学：刘锡久<1>全息照相(Holograph)的定义<2>全息照相原理<3>全息照相与普通照相的区别<4>全息照相要求<5>全息照相的种类<6>彩虹全息<7>彩虹全息几种照相方法<8>全息照相的应用<9>全息简史内容提要：<1>全息照相(Holograph)的定义

指的是把物光波的所有信息全部记录下来的照相。Holograph,其中holo在希腊语中指”整体”，而graph指”写”，因而全息照相就是记录整体。振幅信息在曝光后的干版上，黑白就是振幅信息，即物体反光的强弱，因为光强与振幅平方成正比.

位相信息：全息照相比普通照相多一路参考光，把物体的位相关系记录下来，曝光后经显影，干涉条纹的形状反映出位相信息.拍摄过程利用的是光的干涉原理从光源射出的两束光通过分束镜（分光镜）,把一束分成两束，这两束光频率、振动方向都相同，位相也稳定.这两束光的光程差（即物光所走的路程和参考光所走的路程之差）必须小于光源的相干长度（每个光源都有固定的相干长度）.拍摄过程利用的是光的干涉原理

再现(看照片)利用的是光的衍射原理

因为全息照相,一路是参考光,一路是物光，这两束光具有一定的夹角，一定的分光比，在一定的时间内曝光，经冲洗后晾干，这张全息图（全息照片）就是一张复杂的光栅。这个复杂光栅具有光栅的特点，如当一束光照在光栅上时，光栅产生衍射，分级等。全息图也具有这个特点，当光照上后，也衍射，我们看到的虚像就是一级衍射的像，在人体还有一个实像，也是一级衍射的像，这是级级，由于物光与参考光夹角大，光栅间距小，条数多，衍射级拉的很远。再现(看照片)利用的是光的衍射原理

菲涅耳全息照相光路

<3>全息照相与普通照相的区别全息照相普通照相全息照相记录的是干涉条纹记录的是物体的像不用成像镜头（一般的）用成像物镜可以改变角度重复照像是重迭的每一点都记录物体的全息信息（振幅,位相）平面像（只记录振幅）每一点都记录物体的全息信息如果不小心把全息照片弄碎了，那也没有关系.随意拿起其中的一小块碎片，用同样的方法观察，原来的被摄物体仍然能完整无缺地显示出来.只是清晰度差些.<4>全息照相要求光源——激光单色性好,方向性好，亮度大.记录介质感光度高,分辨率高,衍射效率高.防震台,光具座防震台性能好,光具座稳定性好<4>全息照相要求1）光源——激光特点：单色性好,方向性好，亮度大.激光器组成:工作物质泵浦能源谐振腔,固体激光器管子长度：

100-2000mm谐振腔的位置：内腔半内外腔外腔固体激光器红宝石694.3nm，Nd:YAG1064nm（倍频后532nm,有连续的,脉冲的）液体(染料)若丹明rhodamine

半导体激光器半导体激光器:受激辐射,砷化钾,相干光,激光LD半导体发光二极管:自发辐射,砷化钾化合物,非相干光,荧光,LED激光器分类2）记录介质要求:感光度高,分辨率高,衍射效率高.(1)银盐记录介质卤化银干版全息I~IV型I型632.8nm,II型694.3nmIII型488.0，514.5nmIV型441.6nm(2)非银盐记录介质重铬酸明胶、光致抗蚀剂、含铁铌酸锂、光导热塑片等.光导热塑录相原理

充电,曝光,再充电,加热.

光导热塑片特点

浮雕型(位相型)、衍射效率高、可重复使

用、明室操作、价格便宜、操作简单（加

热充电）.光导热塑片结构图光导热塑片录相原理3）光学平台,光具座

要求：光学平台：隔振性能优良.光具座：稳定性好.<5>全息照相的种类<6>彩虹全息

凡是能用白光或太阳光再现的全息片统称为彩虹全息.再现原理:能用白光再现,照出来的照片,物体的像离全息版的乳剂层越近,再现时,白光(红～紫)各波长的光色模糊越小,像模糊也越小,反之越大.图像不清楚(或看不见像).另外在照明过程中在系统中,加一个狭缝,狭缝在照相过程中也成像,再现时起限制再现光波的作用,降低像的色模糊,也就是不同波长通过狭缝,看到不同颜色的像.当用白光再现时,人眼睛通过狭缝看到不同颜色的像,如果将全息图延Z轴方向移动(或人眼睛横着移动),使几种颜色的光同时进入人眼里,就会看到颜色连续变化的像,像天空中雨后彩虹一样,因此而得名.<7>彩虹全息几种照相方法1)用一束平行光,如图<7>彩虹全息几种照相方法2）反射式全息图<7>彩虹全息几种照相方法3)像面全息图<7>彩虹全息几种照相方法4)二步彩虹全息图第一步第二步<7>彩虹全息几种照相方法5)一步彩虹全息图

<7>彩虹全息几种照相方法6)合成彩虹全息图

<7>彩虹全息几种照相方法合成彩虹全息的再现装置欣赏<7>彩虹全息几种照相方法前四种只有彩虹,但立体感差,后两种,立体感较强.目前做大面积的彩虹全息多用重铬酸明胶板(用氩离子激光器作光源),全息图是浮雕型,位相型,衍射效率高,但也有其缺点:

用的光源价格昂贵.处理的技术较复杂.做出的全息片加保护玻璃,易潮解,乳剂容易变形.<8>全息照相的应用作光学元件光栅全息透镜.作信息处理特征识别作匹配滤波器,作图像相减等.全息存储.全息干涉计量,测微小变形,无损探伤.

全息干涉计量,测微小变形,

无损探伤①测蜂窝结构板(作飞机元件).②测汽车轮胎.③测火箭发动机(火箭筒).④测人造卫星壳.⑤测七孔板(控制飞机油量元件).⑥测汽轮机叶片.⑦测发电机轴.全息简史①1948年,盖伯（DennisGabor）在研究电子显微镜时提出全息照相干涉理论。②60年代第一台