文档介绍：Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;mercialuse蚂实验9全息照相技术蝿实验目的莅了解全息照相的基本原理。膃观察全息照相的主要特点。蒀学****拍摄全息图与再现立体图像的方法衿实验仪器螆氦氖激光器及电源,防震台,分光镜,扩束镜,全反镜,干版架,带有磁铁的支架,全息干版和冲洗设备。袅实验原理蒃1948年,英国物理学家伽伯(,1900—1979)为了提高电子显微镜的分辨能力,发明了一种利用干涉和衍射和照相新技术。他不是记录物体的平面影像,而是记录物体上各点光的完全信息——振幅和位相,因此后来称这种技术为全息技术。由于当时没有强的相干光源,全息术在最初的十年间发展非常缓慢。1960年高强度相干光源激光问世,1962年利思(,成功地进行了三维物体光波波前的记录和重建,全息技术进入了迅速发展时期。1971年伽伯也因全息术的发明而荣获诺贝尔物理奖。现在,全息术已成为一门仍在不断发展的新技术学科,并得到越来越多的应用。罿一全息照相的原理和方法***全息照相是一种能够记录光波全部信息的新技术,它完全不同于普通的照相成像原理,而是采用一种无透镜的二步成像法进行拍摄和再现,其再现图像有许多优异的特点。目前全息照相在干涉计量、信息存储、光学信息处理、无损检测、立体显示、生物学、医学及国防科研等领域中已经获得相当广泛的应用。,把被拍摄物体的像成在一张感光底片上,冲洗以后,就得到一张记录了物体表面光强分布的平面图像。像的亮暗和物体表面反射光的强弱一一对应,也就是说普通照相仅记录了物光中的振幅信息,不能反映出物光光波的位相信息,所以普通照片上像没有立体感。肈而全息照相则是一种无透镜成像方法,它利用光的干涉原理在全息干版上记录被摄物体光波的全部信息——振幅和位相,所以称为全息照相。全息照片再现时,所看到的物体是立体的,而且形象逼真。——光的干涉肅由惠更斯—菲涅耳原理可知,自物体散射(或透射)的光波可看作是由物体上的各物点(如几个物点)发出的球面波叠加而成,其表达式为:肁其中:表示自物体上第个物点发出的矢径,、为光波的圆频率和波长,,为第点发出光波的初位相和振幅。光波表达式中包含有振幅和相位两种信息,通过光的干涉,能以干涉条纹的形式记录这两种信息。图9-1是拍摄全息照片的光路图。-Ne激光器;;;M1、;L1、;;-1拍摄漫反射物体全息图光路肄由激光器发出的激光束,通过分光镜分成两束:一束称物光,它是经过透镜扩束后射向物体,再由物体反射后投向全息干版;另一束经反射镜反射和透镜扩束后直接照到全息干版上,称为参考光。由同一束激光分成的两束光具有高度的时间相干性和空间相干性,在干版上相遇后,发生干涉,形成干涉条纹。由于被摄物体发出的物光波是不规则的,这种复杂的物光波是由无数物点发出的球面波叠加而成,因此在全息干版上记录的干涉图样,是一个由无数组干涉条纹形成的集合,最终形成一个肉眼不能识别的全息图。膈全息照相,是采用了一种将相位关系转换成相应振幅关系的方法,把位相关系以干涉条纹明暗变化的形式记录在全息干版上。现以比较简单的例子来说明这一过程是如何完成的:设有两束平面单色光,以某一夹角投射到屏上,则形成一组平行、等距的干涉条纹,干涉条纹上各点的明暗主要决定于两光波在该点的相位关系(和两光波的振幅也有关):如在某些地方两列波以相同位相到达,它们的振幅叠加,形成亮条纹;,形成暗条纹;其他地方,随相位差的不同,而有不同的亮度。膆当由复杂物体反射的不规则光波与参考光波相干涉时,形成的干涉条纹也是不规则的。干涉条纹的间距,由布喇格条件可以推得:芅(9-1)袃式(9-1)中为参考光束和物光束投射到干版时,两者之间的夹角,为光波波长。在物光和参考光夹角大的地方,条纹细密,夹角小的地方,条纹稀疏。芈由波的叠加原理可知,干涉条纹的明暗对比度(即反差)和两相干光的振幅有关:如两振幅相等,则反差最大;如振幅一大一小,则反差小。在全息照相中,干涉条纹的反差决定物光和参考光的振幅,即条纹的反差包含有物光波振幅的信息。薇由上可知,物光波中的振幅和位相信息以干涉条纹的反差和明暗变化的形式被记录下来,物光波的方向以条纹的间距和走向被记录下来,所以,物光波的全部信息均以干涉条纹的形式被记录下来。——光的衍射薂感光以后的全息干版,经显影、定影等处理得到的全息照片上,记录的是无数干涉条纹,相当于一个“衍射光栅”,故在观察时必须采用—定的再现手段。一般是用相同于拍摄时的激光作照明光,它与底片的夹角同拍摄时参考光与底片的夹角。这样,照