1、光學全息照相光學全息照相【實驗原理實驗原理】1全息照相的概念，與普通照相的區別全息照相的概念，與普通照相的區別 普通照相是將被攝物在某個瞬間漫射的光波（物光波）所反映的物的亮度分布成像于底片上，記錄的是與物光波振幅平方成比例的強度分布，而丟失了相位信息，因此，普通照片上的物像沒有立體感。 所謂“全息”即全部信息，包括物光波的振幅和相位。使用干涉法把上述全部信息都記錄下來，而后由得到的全息照片（全息圖）再現物光波，可形成與原物逼真的三維像，這個過程叫做全息照相。2拍攝全息圖的典型光路分析拍攝全息圖的典型光路分析 參考光 擴束鏡 物光 反射鏡 分束鏡 氦 氖 激 光 器 被攝物 感光干板 遮光屏

2、在上圖中，物光O與參考光R在干板上相干疊加，合成光的強度分布不隨時間變化，只與空間有關，并且將相位信息轉換為強度信息，以適合現有的記錄介質只對光強產生響應的特點。 沖洗過程為：顯影停顯水洗定影水洗漂白水洗脫水4全息照片的再現全息照片的再現 沖洗過后的全息圖相當于一個光柵，用原參考光束照明該光柵，其衍射光線將產生表征原物光波特性的光學現象，即得到清晰的物體的逼真立體像，這個過程稱為全息圖的再現。【實驗步驟與注意事項實驗步驟與注意事項】 1按光路圖布置光學元件按光路圖布置光學元件 調整光學元件的光學中心等高并豎直放置，使這些光束盡量在一個水平面上照射； 物光與參考光的程差盡量小（幾厘米內），并充分

3、使用全息臺的長寬，盡量拉大上述光程，以增加括束鏡可調范圍； 物光與參考光的夾角控制在之間； 調節分束鏡使參考光和物光的光強比在2：110：1之間，拍攝物與干板距離不宜過遠，否則物光太弱；被攝物及全息干板應被均勻照明，并且照明范圍盡量大。2拍攝全息照片拍攝全息照片 曝光時間設為10秒左右（依據干板的感光性質和物光的強弱來設定，物光較弱時可適當增加曝光時間）； 干板涂有感光乳劑藥膜的一面朝向物光和參考光照射的方向；3全息干板的沖洗全息干板的沖洗 顯影時間約1分鐘，定影3分鐘，沖洗時使干板藥膜3全息干板的沖洗全息干板的沖洗面朝上，以免藥膜面被容器底部劃傷； 通常實驗室使用的兩種漂白液都有毒，漂白時務

4、必用夾子夾住干板邊緣，不可手持； 干板脫水時使用吹風機的冷風檔，最好不用熱風吹干。4再現沖洗后的全息干板再現沖洗后的全息干板 正一級衍射光產生虛像：經括束的再現光以拍攝時參考光的入射角度照射干板藥膜面，可觀察到正立三維虛像（照射非藥膜面可觀察到倒立三維像）； 負一級衍射光產生實像：觀察虛像后，將干板反轉180度，去掉括束鏡，用細激光束直接照射干板，在干板后面可用白屏接到正立實像（轉動干板，可在白屏上位于細激光束光點的另外一側接到倒立像）； 若將干板打碎，其任一碎片均可再現完整的像（但應注意再現光的照射角度）。5注意事項注意事項 保持光學元件清潔，尤其不要手摸鏡面；不得直視細激光束，以免傷害眼睛

5、；干板在沖洗好之前應注意避光保存。【結果分析】【結果分析】怎樣得到更清晰視野更寬廣的像？怎樣得到更清晰視野更寬廣的像？1物光和參考光的程差與干涉條紋物光和參考光的程差與干涉條紋 光源發出的光分為兩束后疊加，僅當兩束光的程差小于其相干長度時，才能干涉。而相干長度取決于光的單色性，單色性越好，相干長度越長。實驗中使用激光，因此并不要求物光與參考光的光程絕對相等（程差幾厘米內）。2物光和參考光的光強與干涉條紋物光和參考光的光強與干涉條紋 干涉條紋亮暗相間，其亮暗對比度取決于物光和參考光疊加時的合成光的光強，由公式知物光與參考光的光強越強，干涉條紋的亮暗對比度越強，條紋越清晰，成像也越清晰。但是為保證

6、寬廣的視野，經括束后的激光應照亮被攝物盡量大的范圍，這就與增強物光光強相矛盾，所以當光強較弱時可適當增加曝光時間，使感光干板充分感光。 3物光和參考光的夾角物光和參考光的夾角與干涉條紋與干涉條紋 由公式干涉條紋間距知，d與成反比，越大，條紋越密，圖象質量越好，但并不意味著可以得到更清晰的像。實驗室規定調節在之間，考慮如下：感光干板可記錄的條紋密度；環境不穩定導致干涉條紋輕微晃動，條紋越密，這種干擾帶來的影響就越明顯，可能導致條紋不清晰，成像也模糊。4曝光時間的調整曝光時間的調整 設定曝光時間應考慮兩個方面：感光干板的感光性質（即對該種光的敏感程度）；光的強度（尤其是物光），若光強偏弱，應適當增加曝光時間。同時曝光時間較長時，環境安靜和系統穩定尤其重要。5顯影時間的把握顯影時間的把握 曝光后的干板經顯影后呈深灰色，顯影不夠則顏色較淺，顯影過度則顏色偏深。若顯影不夠，再現時的像的明暗對比度較弱，像的輪廓不夠突