全息照相实验(2015.5.24)课件.ppt

淮南师范学院电子工程学院 全息照相实验 电子工程学院 一、实验目的 1.通过拍摄漫反射物体的透射全息图，加深对全息照相基本原理的理解； 2.掌握光路调整方法与技术,通过光路布置过程，熟悉和掌握各种光学元件的特性及其调节方法。 3.通过观察透射全息图的重现像，领会并总结全息照相的特点及其与普通照相的本质区别； 二、实验原理 物体 ri ri 光波的振幅反映了光的强弱，给人眼以物体明暗的感觉； 光波的波长反映了光波的频率，给人眼以色彩的感觉； 光波的相位反映了光波等相位面的形状，给人以立体的感觉。 R O 记录介质 物体 二、实验原理 人眼能够识别物体的三维立体图象，是借助物光波的主要特征参量——振幅、波长和相位对人体视觉的作用。 光波的振幅反映了光的强弱，给人眼以物体明暗的感觉； 光波的波长反映了光波的频率，给人眼以色彩的感觉； 光波的相位反映了光波等相位面的形状，给人以立体的感觉。 拍摄全息照片的原理图 二、实验原理 光路原理 激光 光开关 分束镜 M1平面反射镜 N2平面反射镜 扩束镜 扩束镜 物 全息干板 干涉 参考光R 物光O 干涉 参 考 光 与 物 光 在 干 板 处 形 成 干 涉 。 调节架 等高共轴调节：将各个光学元件调至等高 拍摄全息照片光路的安排 He-Ne激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜 扩束镜 物 体 全息干板 光快门 拍摄全息图的要求(光程) M2平面反射镜 M2平面反射镜 调 节 M2 位 置 可 改 变 光 程 （1）调节参考光R与物光O的光程大致相等（由于光波的相 干长度有限，两束光的光程差若超过其相干长度，就不会形 成干涉。光程差越小，物光与参考光的空间相干范围就越大 ，用照相术语讲，即景深越大，效果越好。） 参考光与物光的光程差 He-Ne激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜 扩束镜 物 体 全息干板 参考光 物光 光程差=物光程－参考光程 移动全反镜 光快门 M2平面反射镜 M2平面反射镜 (2)调节参考光R与物光O的夹角 在 30-50 之间（夹角太小，再现时不易观察，夹角大,条纹太密，拍摄易失败。 改 变 M2 位 置 可 改 变夹角 θ 移动物体 2.参考光与物光的夹角 θ 移动物体 θ 移动物体 θ=30o 拍摄全息图的要求(夹角) 全息照相是将物光波中的振幅和位相信息以干涉条纹的反差和明暗变化的形式记录下来，形成的干涉条纹是不规则的，干涉条纹的间距为： θ 为参考光束与物光束射到干板时两者的夹角，λ 为光波波长。 拍摄全息图的要求(照度) 参考光与物光在全息干板上的照度比约1:2～1:10 全息干板照度比 物光光强 参考光光强 全息干板上的光强 调节扩束镜位置可调节光强 全息照相拍摄的条件 1.光源：具有一定功率及相干性的光源 常用小型He-Ne激光器（1-5mW） 特点？ 2.系统稳定性：干涉条纹移动超过半个条纹的宽度，干涉条纹就记录不清。 3.全息干板：I型干板，分辨率为3000条/mm， 对于绿光不敏感，灵敏度较低。 4.光路： 参考光与物光的光程差要尽量小 参考光与物光的夹角为30～60度 参考光与物光在全息干板上的照度比约1:2～1:10 三 冲 洗 D76显影液 停显 F5定影液 3-10分钟 1分钟左右 1分钟 最后在清水中冲洗一下 接 收 屏 全息图的再现 全息图 扩束镜 虚象 旋转全息图至一定方位 全息图 观察方向 观察方向 未 扩 束 激 光 实象 接 收 屏 实象 屏的位置不同 像的大小不同 全息照相的主要特点 1. 立体感强 具有可分割性 多重纪录性 实验内容 1. 安排光路 2. 调整光路 3. 曝光 4. 冲洗处理 5. 再现虚像和实像的观察 6. 记录实验条件 7. 分析讨论 再现像的观察 扩束镜 全息干板 实 像 虚 像 观察者 再现光路图 1. 再现虚像的观察 激光束 2.观察的实像情况 细激光束 全息干板 观察屏 实像 再现像的观察 注意事项 1.在任何情况下，不能使激光直接射入眼睛。安全 2. 按要求调整光路，正确使用磁力座 3. 光学元件表面不可任意触摸 4. 全息干板上不出现各种杂纹 5. 曝光前要稳定2分钟 淮南师范学院电子工程学院