文档介绍：全息照相
【实验简介】
全息照相是 60 年代发展起来的一门立体摄影和波前再现技术。与普通照相相比具有更多的特点,故在摄影艺术、精密计量、无损检测、信息处理、遥感图像分析,生物医学和国防科研中具有广泛的应用。
全息照相是将物体表面漫射光波的振幅和位相以干涉条纹(全息图)的形式记录下来。当光波按一定方向照射全息图时,通过全息图的衍射,能够再现物光波前,使我们看到被摄物体的立体像。
【实验目的】
、特点。
、观察方法。
【预****思考题】
,应注意满足哪些实验条件?
,得到原物无畸变的像?
【实验仪器】
防振平台、激光器、分束镜、反射镜、扩束镜、拍摄物、全息底片、磁性座、洗相设备。
【实验原理】
光是电磁波,任一物体发出或反射的光,可以看成由许多不同频率的单色光的迭加
式中为振幅,为圆频率,为波长,为初相位。光在传播过程中,借助于它们的频率、振幅和相位来区别物体的颜色、明暗、形状和远近。
普通照相通过成像系统将物体成像在感光材料上,材料上的感光强度只与物体表面光强分布有关,由于光强与振幅平方成正比,所以它只记录了物光的振幅信息,没有记录物光的相位差别。因此普通照相记录的是物体的二维平面像,缺乏立体感。
全息照相不仅记录了物体发出或反射的光的振幅信息,而且把光的相位信息也记录下来,所以全息照相所记录的不是物体的像,而是物光波本身。它记录了物光波的全部信息(振幅与
相位),并且在一定条件下,能将所记录的全部信息完全再现出来,因而再现的物像是一个逼真的三维立体像。
全息照相包括两个过程:记录(拍摄)过程——把物光波的全部信息记录在感光材料上;再现过程——照明已被记录下全部信息的感光材料使其再现物光波。
——光的干涉
。从激光器S发出的光经分束镜N分为两束,一束经反射镜M1反射并经扩束镜L1扩束后照射到物体O上,物体的漫反射光(即物光)照射到感光板H上;另一束作为参考光,经反射镜M2反射并经扩束镜L2扩束后直接照射到H上。这两束光光程近似相等,且符合相干条件,故在H平面相遇时产生一组稳定的干涉条纹。干涉条纹的形状、间距等几何特征反映了物光的位相分布,而条纹的可见度反映了物光波的振幅分布。所以即使是对同一参考光波,不同的物光波将产生不同的干涉图样。感光板经曝光和暗室处理后所记录的干涉图样,称为全息图。
全息照片的拍摄光路
全息照相再现过程—光的衍射
我们知道人之所以看到物体,是因为从物体发出或反射的光波被眼睛所接收。所以,想要从全息图上看到原物体的像,必须使全息图再现原物体发出的光波,这个过程就称为全息图的再现过程,它所利用的是光栅衍射原理。
。用一束与原参考光完全相同(即波长和方向相同)的再现光照射全息图。全息图上每一组干涉条纹相当于一个复杂的光栅,它使再现光产生衍射。透过全息图沿着光衍射的方向向原来被摄物的方位观察,可以看到一个完全逼真的三维立体图像。,按光栅衍射原理,再现光发生衍射,其
+1级衍射光是发散光,与物体在原来位置时发