全息照相实验讲解.ppt

全息照相 轻工一班 李天祎 李华娜 王名跃 简介 ? 普通照相建立在几何光学透镜成像的基础上，它只反映了 像与物的各点具有光强（振幅）分布的对应关系，而缺少 光波的相位信息，因此它只是一个二维平面图像。全息照 相是建立在波动光学干涉和衍射规律的基础上，它不仅记 录光强分布的对应关系，而且记录了相位变化的信息，因 此可以复现出原物的三维图像。 ? 全息照相的基本原理是 1948 年英国科学家丹尼斯·盖伯 （ D. Gabor ）在研究提高显微镜的分辨率、克服电子透镜 的像差时提出来的，盖伯因此获得了 1971 年度诺贝尔物理 学奖。 20 世纪 60 年代以来，由于激光的发现以及利思（ N. Leith ）等发明了离轴全息图，使全息照相技术得到了迅 速而广阔的发展。 ? 在我们的生活中，当然也常常能看到全息摄影技术的 运用。比如，在一些信用卡和纸币上，就有运用了俄 国物理学家尤里·丹尼苏克 (Yuri Denisyuk) 在 20 世纪 60 年代发明的全彩全息图象技术制作出的聚酯软胶片 上的“彩虹”全息图象。 把一些珍贵的文物用这项技术拍摄下来，展出时可以 真实地立体再现文物，供参观者欣赏，而原物妥善保 存，防失窃，大型全息图既可展示轿车、卫星以及各 种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结 婚纪念照。 综上所述，全息照相是一种不用普通光学成象系统的录象方法，是 六十年代发展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全 息照相能够把物体表面发出的全部信息 ( 即光波的振幅和相位 ) 记录 下来，并能完全再现被摄物体光波的全部信息，因此，全系技术在 生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。例如：全息电影和全 息电视，全息储存、全息显示及全息防伪商标等 。 实验目的： （ 1 ）了解光学全息照相的基本特点和原理 （ 2 ）学习拍摄漫反射全息图。 （ 3 ）学习全息照相的再现方法 实验仪器： 防震全息台 氦氖激光器 分光板 扩束镜 反射镜 米尺 曝光定时器 待摄物 全息 干板 照相冲洗设备等 实验原理 1. 全息照相的记录——光的干涉 全息照相拍摄到的图样 是一幅斑纹状的图样， 光的强度不同使条纹明 暗程度不同，相位不同 使条纹的密度、形状不 同。因此，被摄物体反 射光中的全部信息都以 不同明暗程度和不同疏 密分布的干涉条纹形式 记录下来。 2. 全息照相的再现——光的衍射 要看到被摄物体的像，必须用一束同参考光的波 长和传播方向完全相同的光束照射全息照片，这 束光叫再现光。 拍 摄 全 息 照 片 的 基 本 光 路 图 ? 一激光光源（波长为 λ ）的光分成两部分：直接照射到底 片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照 相底片，称为物光。参考光和物光在底片上各处相遇时将发 生干涉，底片记录的即是各干涉条纹叠加后的图像。 （ 1 ） 0 级衍射光——它是入射再现光波的衰减； （ 2 ） +1 级衍射光——它是发散光，将形成一个虚像； （ 3 ） -1 级衍射光——它是汇聚光，将在与原物点对 称的位置上形成物体的再现虚像。 仪器介绍 冲洗设备 全 息 照 相 的 特 点 1. 具有显著的视差特性 ， 其三维立体图 象逼真。 2. 具有可分割特性。 3. 可调节被摄物物的亮度。 4 . 同一张全息干板可进行多次重复曝 光，而再现时各个图像互不干扰。 5 . 全息照片在再现物像可进行放大或 缩小。 实验内容 一 全息图的拍摄 1 ）调节全息照相光路 2 ）曝光 3 ）冲洗 二观察全息照片的再现物象 1 ）将处理好的全息照片放回原底片架，遮住物光，移去被摄 物体，用参考光照明，虚像即呈现在原物所在位置上，上下左 右慢慢移动你的眼睛，图像的透视也在改变，用一块纸板遮住 全息图的不同部分，仍然可以看到一个完整的像。 2 ）原光路不变，仅将全息照片翻转 180 °，使乳剂而面朝向观 察者，将扩束的位置镜移去，使再现光束集中射向全息图的很 小部分，在原观察者的位置上放一块玻璃屏，则屏上得到一个 被摄物体的实像。 实 验 内 容 全息照相的拍摄 实 验 内 容 冲洗好的全息干板