大学物理实验-.ppt

《大学物理实验-.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学物理实验-.ppt（26页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 全息摄影全息摄影 重庆大学物理实验中心重庆大学物理实验中心激光全息实验台激光全息实验台（重庆大学物理实验中心研制）（重庆大学物理实验中心研制）全息照相全息照相原理早在原理早在19481948年就由年就由匈牙利物理学家伽伯匈牙利物理学家伽伯(Dennis(Dennis GaborGabor 1900-1979)1900-1979)提出提出,并因此并因此于于19711971年年荣获诺贝尔物理学奖荣获诺贝尔物理学奖。到了到了6060年代初期激光问世后，全年代初期激光问世后，全息照相技术得到了迅速发展，目息照相技术得到了迅速发展，目前已获得了相当广泛的应用。前已获得了相当广泛的应用。伽伯(Denni

2、s Gabor1900-1979)【实验背景实验背景】1.1.了解全息摄影技术的基本原理了解全息摄影技术的基本原理2.2.掌握拍摄静物全息图的方法掌握拍摄静物全息图的方法3.3.了解全息术的应用了解全息术的应用【实验目的实验目的】普通照相：普通照相：利用透镜成像原理，仅记录了利用透镜成像原理，仅记录了物光中的振幅信息，无立体感。物光中的振幅信息，无立体感。全息照相：全息照相：利用光的干涉原理，记录了利用光的干涉原理，记录了物光中的全部信息物光中的全部信息-振幅和位相，振幅和位相，有立体感。有立体感。全息照片全息照片普通照片普通照片一、全息照相和普通照相的区别一、全息照相和普通照相的区别【实验原

3、理实验原理】由惠更斯菲涅耳原理可知，被由惠更斯菲涅耳原理可知，被摄物体散射的光波可看作是其上各摄物体散射的光波可看作是其上各点发出的球面波叠加。点发出的球面波叠加。上式中含有振幅上式中含有振幅Ai和位相和位相两种信息两种信息,通通过光的干涉过光的干涉,能以干涉条纹的形式记录这两种信息。能以干涉条纹的形式记录这两种信息。物物体体riri因此可写为：因此可写为：二二.全息照片的获得全息照片的获得光的干涉光的干涉He-He-NeNe激光器激光器拍摄拍摄全息照片的原理图全息照片的原理图分光镜分光镜全反镜全反镜全反镜全反镜扩束镜扩束镜扩束镜扩束镜物物 体体全息干版全息干版参考光参考光物光物光 全息照相是

4、将物光波中的振幅和位相信息以干涉全息照相是将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记录下来，形成的干涉条纹的反差和明暗变化的形式记录下来，形成的干涉条纹是不规则的，条纹是不规则的，干涉条纹的间距干涉条纹的间距为：为：为为参考光束与物光束射到干板时两者的参考光束与物光束射到干板时两者的夹角夹角，为为光波波长光波波长。全息照片上的干涉条纹全息照片上的干涉条纹 感光后的全息干版，经显影、定影等处理得到的全息照片，相感光后的全息干版，经显影、定影等处理得到的全息照片，相当于一个当于一个“衍射光栅衍射光栅”。再现光路如下图所示。再现光路如下图所示扩束镜扩束镜全息干版全息干版实实 像像虚

5、虚 象象观察者观察者三三.全息照片的再现全息照片的再现立体感强立体感强1.具有可分割性具有可分割性1.可重叠多个全息图可重叠多个全息图四四.全息照相的主要特点全息照相的主要特点1.1.光源：光源：具有一定功率及相干性的光源具有一定功率及相干性的光源 常用小型常用小型He-He-NeNe激光器（激光器（1-2mW1-2mW）2.2.系统稳定性：系统稳定性：干涉条纹移动超过半个条纹的宽度，干涉条纹干涉条纹移动超过半个条纹的宽度，干涉条纹就记录不清。就记录不清。3.3.光路：光路：1)1)参考光与物光的光程差要尽量小参考光与物光的光程差要尽量小2)2)参考光与物光的夹角为参考光与物光的夹角为3030

6、度左右度左右3)3)参考光与物光在全息干版上的照度比为参考光与物光在全息干版上的照度比为1:41:4左右左右4.4.全息干版：全息干版：I I型干版，分辨率为型干版，分辨率为30003000条条/mm/mm对于绿光不敏感。对于绿光不敏感。灵敏度较低，曝光时间需灵敏度较低，曝光时间需5050秒左右秒左右五五.全息照相拍摄的条件全息照相拍摄的条件氦氖激光器氦氖激光器分分光光镜镜全全反反镜镜全全反反镜镜扩扩束束镜镜大大扩扩束束镜镜小小被被摄摄物物白白板板激光器电源激光器电源拍摄好的全拍摄好的全息干版息干版放震台放震台调节架调节架【实验仪器实验仪器】冲洗设备冲洗设备【实验内容实验内容】调整光路调整光路

7、安排光路安排光路冲洗处理冲洗处理曝光曝光再现虚象和实象的观察再现虚象和实象的观察记录实验条件记录实验条件讨论讨论注注1：将各个光学元件调至等高：将各个光学元件调至等高1、安排光路、安排光路He-He-NeNe激光器激光器注注2 2：拍摄全息照片光路的安排：拍摄全息照片光路的安排分光镜分光镜全反镜全反镜全反镜全反镜扩束镜扩束镜扩束镜扩束镜物物 体体全息干版全息干版2 2、光路的调整、光路的调整参考光与物光的光程差要参考光与物光的光程差要尽量小尽量小参考光与物光的夹角为参考光与物光的夹角为3030度度左右左右参考光与物光在全息干版上的照度比为参考光与物光在全息干版上的照度比为4 4：1 11.1.

8、参考光与物光的光参考光与物光的光程程差差He-He-NeNe激光器激光器分光镜分光镜全反镜全反镜全反镜全反镜扩束镜扩束镜扩束镜扩束镜物物 体体全息干版全息干版参考光参考光物光物光光程光程差差=物光程物光程参考光程参考光程移动全反镜移动全反镜移移动动物物体体2.2.参考光与物光的夹角参考光与物光的夹角移移动动物物体体移移动动物物体体=30o3.3.全息干版照度比全息干版照度比物光物光光强光强参考光光强参考光光强全息干版上的光强全息干版上的光强调节扩束镜位置可调节扩束镜位置可调节光强调节光强取全息干版取全息干版遮光遮光取下白板取下白板安装全息干版安装全息干版注意正面对物体注意正面对物体稳定一分钟稳

9、定一分钟曝光曝光3 3、曝、曝 光光D76D76显影液显影液清清 水水定影液定影液3-103-10分钟分钟1 1分钟左右分钟左右1 1分钟分钟最后在清水中冲洗一下最后在清水中冲洗一下4 4、冲洗、冲洗再现虚象再现虚象扩束镜扩束镜全息干版全息干版实实 像像虚虚 象象观察者观察者再现光路图再现光路图a、再现象虚的观察、再现象虚的观察激光束激光束5 5、再现象的观察、再现象的观察b b、观察的实象情况、观察的实象情况细激光束细激光束全息干版全息干版观察屏观察屏实象实象1.安全安全2.按要求操作按要求操作3.光学元件表面不可任意触摸光学元件表面不可任意触摸4.全息干板上不出现各种杂纹全息干板上不出现各种杂纹5.曝光前要稳定一分钟曝光前要稳定一分钟【注意事项注意事项】