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非线性位相调制假彩色编码实验 一. 实验前预习 实验目的: 1. 掌握 4ƒ系统白光信息处理的理论基础; 2. 了解非线性位相调制假彩色编码的原理;初步了解线性,非线性,编码解码,滤波等概 念. 3. 学习掌握透镜的同轴调节,平行光调节,调节焦平面观察光谱,调整滤波孔观察滤波效 果.控制嚗光量,显影,定影,漂白等暗室技术. 4. 能熟练使用嚗光暗盒,显影罐,暗袋等暗室器材. 参考书:张映辉 “大学物理实验” 大连海事大学出版社 LB-1 型非线性位相调制假彩色编码实仪说明书 大连海事大学物理系 实验前应回答的问题: 1. 假彩色是怎样形成的? 2. 光栅的作用是什么? 3. 有效浮雕厚度是怎样形成的?如何控制? 4. 为什么必须漂白?怎样漂白? 实验原理介绍: 非线性位相调制假彩色编码原理 利用乳胶的感光特性曲线（参看图 1）将有灰度分 布的黑白乳胶负片改变为假彩色片的原理是先用白光透 过灰度负片使乳胶感光产生胶片上的光密度D ，不同的 DS(B) B 灰度级产生不同的光密度如图所示。再将感光的乳胶片 显影， 定影和漂白后得到与光密度有线性关系的浮雕， DS(n) N 不同的光密度产生不同厚度的浮雕，即浮雕厚度d与光 DS(A) A 密度有下列关系 d = β D (1) log(E) 浮雕厚度将改变入射光波的位相。不同厚度的浮雕改变 图 1 乳胶特性线的趾 点和肩点 的位相不同，形成浮雕对光波的位相调制。 由此，利用特性曲线上的趾点 A 或肩点 B 分别进行一次曝光。对趾点，使全片按趾点 曝光量作一次曝光，但暂不冲洗。保留乳胶上的潜影，称为潜影胶片，保存备用。对肩点， 用光栅与胶片密接触作一次曝光，也作为潜影胶片，保留备用。 当将某一黑白负片进行假彩色化时，取出潜影胶片，将黑白负片与潜影胶片密接触。若 为趾点调制的潜影胶片时，在黑白负片上面还应压上光栅，使其不透光部分保护潜影不再受 照曝光。而对肩点调制的潜影胶片，则不必要用光栅。二次曝光时，二者都按乳胶特性曲线 的线性区进行曝光。然后经过显影，定影和漂白制成浮雕。潜影所产生的浮雕厚度与特性曲 线上二次曝光所产生的浮雕厚度形成了浮雕厚度差，称为有效浮雕厚度，即 Δd = d - d = βΔD (2) j j j j = a ( 趾点调制) ；j = b ( 肩点调制) 。由于趾点和肩点都是特性曲线上的非线性区，故称为非 线性位相调制。潜影的浮雕是一次曝光所形成的。它保持不变而与二次曝光无关。二次曝光 时，透过不同灰度的光对胶片的曝光量不同。且落在乳胶特性曲线的线性区的不同点上，得 到不同的光密度，由（1）和（2 ）式，就有不同的有效浮雕厚度。可见，黑白负片上不同的 灰度经过非线性位相调制后转化为不同的有效浮雕厚度。不同的有效浮雕厚度使通过它们的 的光波产生不同的位相变化。 其次，如何使黑白灰度图片变为假彩色的图篇呢？上述的光栅起了作用。利用光栅对白 光衍射为彩色光谱的原理，在制作浮雕时使光栅与灰度片密接触，同时曝光，则制成了栅状 的浮雕如图2 和图 3 所示。因为趾点与肩点的浮雕厚度都保持不变，只有相应于线性区某点 产生的浮雕才会生成栅状，而光对不同的有效浮雕厚度有不同的光程差。利用光栅将通过不 同有效浮雕厚度的白光分解为不同的颜色，而且落在光谱面上不同的位置，形成一条彩带。 Δdc(b,m) Δdc(n,a) 图2 趾部调制浮雕