文档介绍：全息照相
概述
•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原理及其
主要特点;
(2)学****全息照相的拍摄方法和实验技
术;
(3)了解全息照相再现物象的性质、观
察方法.
实验仪器:
全息实验台,He-Ne激光器,分束镜,反射镜,
扩束镜,载物台,底片夹,被摄物体,全息干版,显影及定影器材等.
实验原理
——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。
——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。
(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。
在底片上任一点物光和参考光复振幅分别为:
相干叠加后的合成广场为:
干涉条纹的光强为:
这正是干涉条纹光强的表达式。
假定用照射全息图,设再现光在全息图上的复振幅为:
透过全息照片后衍射波的复振幅为:
其中:
所以:
将值代入:
全息照相的特点:
(1)立体感强;
(2)全息照片可以分割;
(3)可重叠多个全息图;
(4)全息照片没有正负之分,因此易于复制;
(5)全息照片的在现像可放大或缩小。
全息照相的实验要求
(1)要有足够稳定的系统;
(2)要有好的相干光源;
(3)物光和参考光的光强比要合适。