大学物理实验-全息摄影.ppt

全息摄影 全息照相原理早在1948年就由匈牙利物理学家伽伯(Dennis Gabor 1900-1979)提出,并因此于1971年荣获诺贝尔物理学奖。到了60年代初期激光问世后，全息照相技术得到了迅速发展，目前已获得了相当广泛的应用。 了解全息摄影技术的基本原理 掌握拍摄静物全息图的方法 了解全息术的应用 普通照相： 利用透镜成像原理，仅记录了物光中的振幅信息，无立体感。 由惠更斯－菲涅耳原理可知，被摄物体散射的光波可看作是其上各点发出的球面波叠加。 拍摄全息照片的原理图 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： 感光后的全息干版，经显影、定影等处理得到的全息照片，相当于一个“衍射光栅”。再现光路如下图所示 立体感强 光源：具有一定功率及相干性的光源 常用小型He-Ne激光器（1-2mW） 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。 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度左右 参考光与物光在全息干版上的照度比为1:4左右 全息干版：I型干版，分辨率为3000条/mm对于绿光不敏感。灵敏度较低，曝光时间需50秒左右 注1：将各个光学元件调至等高 注2：拍摄全息照片光路的安排 1.参考光与物光的光程差 2.参考光与物光的夹角 3.全息干版照度比 a、再现象虚的观察 b、观察的实象情况 安全 按要求操作 光学元件表面不可任意触摸 全息干板上不出现各种杂纹 曝光前要稳定一分钟 * 重庆大学物理实验中心 激光全息实验台 （重庆大学物理实验中心研制） 伽伯(Dennis Gabor1900-1979) 【实验背景】 【实验目的】 全息照相： 利用光的干涉原理，记录了物光中的全部信息---振幅和位相，有立体感。 全息照片 普通照片 一、全息照相和普通照相的区别 【实验原理】 上式中含有振幅Ai和位相 两种信息,通 过光的干涉,能以干涉条纹的形式记录这两种信息。 物体 ri ri 因此可写为： 二.全息照片的获得—光的干涉 He-Ne激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜 扩束镜 物 体 全息干版 参考光 物光 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。 全息照片上的干涉条纹 扩束镜 全息干版 实 像 虚 象 观察者 三.全息照片的再现 具有可分割性 可重叠多个全息图 四.全息照相的主要特点 五.全息照相拍摄的条件 氦氖激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜大 扩束镜小 被摄物 白板 激光器电源 拍摄好的全息干版 放震台 调节架 【实验仪器】 冲洗设备 【实验内容】 调整光路 安排光路 冲洗处理 曝光 再现虚象和实象的观察 记录实验条件 讨论 1、安排光路 He-Ne激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜 扩束镜 物 体 全息干版 2、光路的调整 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度左右 参考光与物光在全息干版上的照度比为4：1 He-Ne激光器 分光镜 全反镜 全反镜 扩束镜 扩束镜 物 体 全息干版 参考光 物光 光程差=物光程－参考光程 移动全反镜 θ 移动物体 θ 移动物体 θ 移动物体 θ=30o 物光光强 参考光光强 全息干版上的光强 调节扩束镜位置可调节光强 取全息干版 遮光 取下白板 安装全息干版 注意正面对物体 稳定一分钟 曝光 3、曝 光 D76显影液 清 水 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 4、冲洗 再现虚象 扩束镜 全息干版 实 像 虚 象 观察者 再现光路图 激光束 5、再现象的观察 细激光束 全息干版 观察屏 实象 【注意事项】 同济大学物理实验室