激光全息照相 - 图文

实验 名称 激光全息照相 实验编号 实验课时 0801012 3 类别 必修（√） 限选（ ） 任选（ ） 类型 演示、验证（ ）综合、设计（ √ ） 辅助 教师 授课 对象 教材 讲义 职称 全校工科本科生、专科生 王宏波等．大学物理实验(上)．东北林业大学出版社，2004 实验内容（教学过程） (1) 了解全息照相的原理及特点。 实验 (2) 掌握漫反射物体的全息照相方法，制作漫反射的三维全息图。 目的 (3) 掌握反射全息的照相方法，学会制作物体的白光再现反射全息图。 (4) 进一步熟悉光路的调整方法，学习暗室技术。 (1) 概述 全息照相是利用光涉的干涉和衍射原理，将物光波以干涉条纹的形式记录下来，然后在一定条件下，利用衍射再现原物体的立体图像。可见，全息照相必须分两步进行：①物体全息图的记录过程；②立体物像的再现过程。 (2) 全息照相与普通照相的主要区别 ①全息照相能够把物光波的全部信息记录下来，而普通照相只能记录物光波的强度。 ②全息照片上每一部分都包含了被摄物体上每一点的光波信息，所以它具有可分割性，即全息照片的每一部分都能再现出物体的完整的图像。 实 ③在同一张全息底片上，可以采用不同的角度多次拍摄不同的物体，再现时，验 在不同的衍射方向上能够互不干扰地观察到每个物体的立体图像。 方 (3) 全息照相技术的发展 法 全息照相技术发展到现在已有四代。本实验将用激光作光源完成物体的第二原 代全息图—漫反射全息图和第三代全息图—反射全息图的拍摄和再现。 理 He-Ne He-Ne M2 O L2 L.K S O H L L.K θ′ H θ L1 M1 M 实验 全息照相实验台1套(含He-Ne激光器、曝光定时器、光电开关、90％分束镜、装置 底片夹、载物台各1个，反射镜、扩束镜、待摄物体各2个)。 实验 准备 确保全息实验台配件齐全，准备全息底片2片、暗室设备及药品。 实 验 步 骤 首先要熟悉本实验所用仪器和光学元件。打开激光器电源，点亮He-Ne激光器，调整其工作电流，使其输出最强的激光，然后按下述内容和步骤开始进行实验。 (1) 漫反射全息图的拍摄 ① 按漫反射全息光路图摆放好各元件的位置，整个光路大概占实验台面的三分之二左右。②各光束都应与台面平行，通过调平面镜的俯仰角来调节。且光点都要打到各元件的中心部位。③两束光的光程差约为20cm,光程都是由分束镜开始算起,沿着光束前进的方向量至全息底片为止。④物光与参考光夹角为30°～50°。⑤参考光与物光的光强比为3:1～8:1（通过调整扩束镜的位置来实现）。⑥曝光时间为6S。⑦上底片及曝光拍照（底片上好后要静止1～2min），药膜面要正对物体放。 (2) 白光再现反射全息图 ① 按反射全息光路摆放好各元件的位置，先不放入扩束镜L，各光事与台面平行。② 调整硬币，使之与干板（屏）平行，使激光束照在硬币的中心。③ 放入扩束镜，使光均匀照射且光强适中，确定曝光时间为3s。④ 曝光，硬币与干板间距为1cm。 (3) 底片处理 ① 显影。②显影后冲洗1min，停显30s左右，定影3～5min，定影后可打开白炽灯，用水冲洗干板5～10min，再用吹风机吹干（吹时不可太近且不可正对着吹，以免药膜收缩）。 (4) 再现观察 ① 漫反射全息图的再现。 ② 白光再现反射全息图的观察。 数据 本实验无数据处理内容 处理 1. 全息照像有哪些重要特点?

答：全息照相是利用光波的干涉和衍射原理，将物体“发出”的特定波前（同时包括振幅和位相）以干涉条纹的形式记录下来，然后在一定条件下，利用衍射再现原物体的立体像。全息照相必须分两步进行：（1）物体全息图的记录过程；（2）立体物像的再现过程。 2. 全息底片和普通照像底片有什么区别?

答：（1）全息照相能够把物光波的全部信息（即振幅和相位）全部记录下来，而普通照相只能记录物光波的强度（既振幅），因此，全息照片能再现出与原物体完全相同的立体图象。（2）由于全息照片上的每部分都包含了被摄物体上每一点的光波信息，所以，它具有可分割性，即全息照片的每一部分都可以再现出原物体的立体图象。（3）在同一张全息底片上，可以采用不同的角度多次拍摄不同的物体，再现时，在不同的衍射方向上能够互不干扰地观察到每个物体的立体图象。

3. 为什么安装底片后要静止一段时间，才能进行曝光?

答：为了减少震动，提高拍摄质量，减震是全息照相的一项重要措施，要保证照相质量，光路中各元器件的相对位移量要限制在<λ/2范围内。

5. 普通照像在冲洗底片时是在红光下进行的，全息照像冲洗底片时为什么必须在绿光甚至全黑下进行? 答：因为全息干板涂有对红光敏感的感光材料，所以冲洗底片时必须在绿光甚至全黑下进行。