激光与全息照相讲解

第4节 激光与全息照相
激光的产生
1、光的产生：原子获得能量后处于不稳定状态，会以光子 的形式向外发射能量，这个能量就是光。
2、自发发射：一般光源自发地发出光，所发出的光频率 不一、相差不稳定、方向不同。这种是自然 光，即普通光。 3、受激发射：原子受到外来光子的激发，会发射出与这个 外来光子“四同”（同频率、同相差、同偏 振、同传播方向）的光，这种就是激光。
激光的特点及其应用
特点 (与普通光)
相干性 好 特点内容 频率单一，相差恒定，易发生 干涉现象，可像无线电波一样 调制。 激光的方向性非常好，是一束 几乎不发散的平行光，可以会 聚到很小的点上。 应用
光纤通信 光的干涉 激光全息照相
平行度 好
测距和跟踪目标 DVD、CD唱片、 计算机光盘
亮度高
激光能在很小的空间、很短的 时间内集中很大的能量
全息照相的拍摄原理
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拍摄全息照片的基本光路大致如 图。 一激光光源（波长为 λ ）的光 分成两部分：直接照射到底片上 的叫参考光；另一部分经物体表 面散射的光也照射到照相底片， 称为物光。参考光和物光在底片 上各处相遇时将发生干涉，底片 记录的即是各干涉条纹叠加后的 图像。
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全息照相的观察原理
• 观察全息照片的 • 光路图如右图：
“光刀” 激发核反应
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全息照相的基本原理
全息照相概述
• “全息”是指物体发出的光波的全部信息：既包括振 幅或强度，也包括相位。
• 普通照相使用透镜成像原理，底片上化学反应的强度 直接由物体各处的明暗决定，即由入射光波的强度决 定。而全息照相不但记录了入射光波的强度，也记录 了入射光波的相位。
• 所谓全息照片就是一种记录被摄物体反射（或透射） 光波中全部信息的先进照相技术。全息照片不用一般 的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分 为二，其中一束照到被拍摄的景物上。另一束直接照 到感光胶片即全息干板上。当光束被物体反射后，其 反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制 过程
全息照相的观察原理
• 全息照片不同于普通照片,其底片不显示物体的 形象,而是干涉条纹叠加后的图像。
冲洗时只是改变了不同部分的透光性。 观察时,需利用与拍照时同频率的光的衍射原理。 所有发光点的对应的衍射条纹会使人眼看到一 个处于原来位置的完整的立体虚像。
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全息照相的特点
1.全息照片衍射形成的立体虚 像是一个真正立体的,当人眼换 一个位置时,便可以看到物体的 侧面像,即物体上原来被挡住的 部分也可以看到。 2.即使是全息照片的一块残 片,也可以看到整个物体的立体 象.因为拍摄照片时,物体上的 点发出的物光在整个底片上处 处与参考光发生干涉,也就是说, 在底片上处处都有某一点的记 录。
全息技术的应用
• 在全息照相的基础上，全息技术还扩展到红外、 微波、超声领域，进一步发展形成了全息干涉 术、彩色全息、及彩虹全息和周视全息等新的 全息技术。由于全息照相具有三维成像的特点， 可重复记录，而且，每一小块全息底片都能再 现物体的完整，其用途十分广泛。可广泛用于 精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应 变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉 术研究燃气燃烧的过程、机械件的振动模式、 蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检 查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信 用卡的防伪标记已形成产业，正在发展的全息 电视还将为人类带来一场新的视觉革命。