实验1像面全息图.DOC

信 息 光 学 实 验 实验报告 班 级 学 号 姓 名 教 师 上课时间 项目 内容 得分 备注 实验一 像面全息图 实验二 一步彩虹全息 实验三 全息无损检测 实验四 阿贝-波特实验 实验五 θ调制法空间假彩色编码 填写实验报告的要求 实验前要认真预习实验内容，理解实验的原理。 实验过程中要严肃认真地做好实验记录，确认所记录的数据无误后，认真填写实验报告。 在试验过程中，对观察到的现象，尽量用图示说明并加以简明的理论分析。 对实验原理深入理解，认真回答课后思考题。 要求书写整洁，字体端正。 实验1 像面全息图 第一部分：预习 实验目的 1．掌握像面全息图的记录和再现原理，学会制作像面全息图，为彩虹全息实验打下基础； 2．观察像面全息图的再现像，比较其与普通三维全息图的不同之处； 3．分析离焦量对像面全息图再现像清晰度的影响 实验光路 La－激光器 BS－分束镜 M1、M2－全反镜 L-成像透镜 Lo1、Lo2－扩束镜 H－全息片 实验原理 将物体靠近全息记录介质，或利用成像系统将物体成像在记录介质附近，再引入一束与之相干的参考光束，即可制作像全息图。当物体紧贴记录介质或物体的像跨立在记录介质表面上时，得到的全息图称为像面全息图。因此，像面全息图是像全息图的一种特例。像面全息图的记录光路如图所示。激光器发出的激光束经反射镜M1折转后被分束镜分成两束，透过的光束经反射镜射M2反射后被扩束镜扩束并照明物体，物体被成象透镜成像在全息干板上构成物光；M3反射的一束光被扩束镜扩束并照明全息干板H，作为参考光。由于全息干板位于像面上，故记录的是像面全息图。 像面全息图的特点是可以用宽光源和白光再现。对于普通的全息图，当用点光源再现时。物上的一个点的再现像仍是一个像点。若照明光源的线度增大，像的线度随之增大，从而产生线模糊。计算表明，记录时物体愈靠近全息图平面，对再现光源的线度要求就愈低。当物体或物体的像位于全息图平面上时，再观光源的线度将不受限制。这就是像面全息图可以用宽光源再现的原因。 全息图可以看成是很多基元全息图的叠加，具有光栅结构。当用白光照明时，再现光的方向因波长而异，故再现点的位置也随波长而变化，其变化量取决于物体到全息图平面的距离。可见，各波长的再现像将相互错开而又交叠在一起，从而使像变得模糊不清，产生色模糊。当全息干板处于离焦位置(不在成像面上)时，再现像的清晰度将下降。离焦量越大，再现像就越模糊不清。然而，像面全息图的特征是物体或物体的像位于全息图平面上，因而再现像也位于全息图平面上。此时，即使再现照明光的方向改变，像的位置也不发生变化，只是看起来颜色有所变化了。这就是像面全息图可以用白光照明再现的原因所在。 应当注意，像面全息图的像不象普通全息图那样冗余地编码，而是局部地编码在全息图上，因此，再现对照明光束必须照到整个全息图才能把像完整地再现出来。此外，由于像面全息图本身的特征限制了物体的三维特性，故它仅具有有限的景深。 实验步骤 1．选择元件： 根据光路图选择合适的光学元件及镜架。成像透镜选用大相对孔径的照相物镜。 2．调整光路 按照光路图拼搭和调整光路。通过移动反射镜位置：调整参考光的光程，使其与物光的光程差接近于零。物光与参考光的夹角不要太大，一般在30～40度之间。全息干板片应位于物体的共扼面(即成像面)上。物体像的大小可通过调整物体和全息干板的位置来控制。最好将物体置于两倍焦距处，使之成1:1像，以防止像的失真。 3．调整光束比 根据物体的反射性能，通过调节分束镜位置，使参考光与物光的光束比为2：1到4：1。 4．曝光记录 在暗室中装片，稳定一分钟后进行曝光，经常规处理后即得到吸收型像面全息图。 5．漂白处理 为了提高衍射效率，用铁氰化钾漂白液(水1000 m1，铁氰化钾15g)进行漂白处理，把黑色部分消除后再浸泡1min，水洗10 min后凉干，即得到位相型像面全息图。 6．离焦记录 让全息干板离开像面约10mm拍摄一张像全息图，观察其再现像并与像面全息图的再现像作比较。 7．像全息图再现像的观察 本实验光路采用发散的球面波作为参考光照明记录，再现时，用一个灯丝稍集中的白炽订，按记录时参考光的方向照明。记录时也可改用平行光为参考光，此时须加一个准直物镜用平行光再现，也可直接用太阳光再现。像面全息图可用白光宽光源再现，再现像是消色差的，位于全息图平面上。 8. 实验完毕后，请教师检查实验结果，请教师在实验报告册上签字。 第二部分：实验 注意事项 不要让激光直射眼睛，避免灼伤眼睛； 激光电源输出是高压，注意不要碰到输出端； 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸光学镜面； 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放； 禁止从