全息照相实验讲解
大学物理实验全息照相
全息照相的未来发展
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全息显示技术的发展
3D全息投影
利用先进的光学技术和投影设备，实现全息图像的立体显示，为观众提供更为逼真的视 觉体验。
动态全息显示
研究和发展动态全息显示技术，使全息图像能够动态变化，满足更多应用场景的需求。
全息存储和通信技术的发展
大容量全息存储
利用全息技术实现大容量数据存储，提高数据存储密度和可靠性。
全息照相的重要性和影响
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科学价值
全息照相技术为物理学领 域提供了新的研究手段， 有助于深入理解光的波动 性和干涉原理。
应用前景
全息技术不仅在光学领域 有广泛应用，还可拓展至 医学成像、军事侦察、信 息安全等领域。
推动科技进步
全息技术的发展促进了相 关领域的技术进步和产业 升级，为科技发展注入新 的活力。
加强科研合作
加强与国内外研究机构的合作与交流， 共同推进全息技术的进一步发展与应 用。
THANKS.
大学物理实验中的全
03
息照相
实验目的和实验设备
实验目的
通过全息照相实验，了解全息照相的 基本原理和技术，掌握全息图的制作 和再现过程，提高实验操作技能和数 据分析能力。
实验设备
全息照相实验需要用到激光器、分束 器、反射镜、光路调节架、全息底片、 再现光源等设备和器材。
实验全息照相
-1-
实验 全息照相
普通摄影是利用照相机将物体发出（或反射）的光波记录在感光材料上，由于它只记录了物体光波的强度因子（振幅信息），而失去了反映物体景深的位相因子（空间信息），因而普通照片看上去是平面的，失去了原有物体的立体感，所以普通照片不能完全反映被摄物体的真实面貌。
为了得到物体的真实像，我们必须同时记录物体光波的全部信息——振幅和位相。全息摄影就是利用光的干涉和衍射原理，引进与物体光波相干的参考光波，用干涉条纹的形式记录下物体光波的全部信息。即利用干涉原理把物体上每一点的振幅和位相信息转换为强度的函数，以干涉图样的形式记录在感光材料上。经过显影和定影处理，干涉图样就固定在全息干板(胶片)上了，这就是我们通常所说的三维全息照片。通过光的衍射即可再现物体的三维立体像。
【实验目的】
（1）了解全息摄影的基本原理、实验装置以及实验方法。
（2）掌握激光全息摄影和激光再现的实验技术。
（3）通过观察全息图像的再现，弄清全息照片和普通照片的本质区别。
【实验原理】
物体发出的光包含光的振幅和光的位相两大部分信息，即：
)],(exp[),(),(y x j y x O y x O φ-= (40-1) 其中：),(y x O 为振幅，[]),(exp y x j ϕ- 为位相。普通摄影只能记录物体光波的振幅信息，而位相信息)],(exp[y x j φ-全部丢失，因此照片没有立体感。数学表达式为：
22)],(exp[),(O y x j y x O I =-=φ (40-2)
实际上没有任何一种感光材料可以直接记录光波的位相，在全息摄影中我们利用光的干涉原理来记录光波的振幅和位相信息。如图40-1所示，激光器L 发出的激光由分束镜BS 将光线一分为二，透射光线经反射镜M 2反射再经过扩束后照射在被摄物体上，这束光线称为物光(O 光)；反射光线经反射镜M 1反射再经过扩束后直接照射在感光材料上，因而称为参考光(R 光)；两束光线在P 处相干并形成干涉条纹，这些条纹记录了物光的所有振幅和位相信息。
全息照相的基本原理
全息照相的基本原理
全息照相是一种利用光的干涉现象记录物体三维形态的技术。它的基
本原理是将物体反射或透过的光束分为两束，一束称为物光，另一束
称为参考光。物光和参考光在记录介质上相遇，形成干涉条纹，这些
条纹记录了物体的三维形态。下面将详细介绍全息照相的基本原理。1. 全息照相的光学原理
全息照相的光学原理是基于光的干涉现象。当两束光线相遇时，它们
会相互干涉，形成干涉条纹。这些条纹的形态取决于两束光线的相位差。如果两束光线的相位差相同，它们会相互加强，形成亮条纹；如
果相位差相反，它们会相互抵消，形成暗条纹。
2. 全息照相的记录过程
全息照相的记录过程分为两个步骤：记录和重建。在记录过程中，物
体反射或透过的光线被分为两束，一束作为物光，另一束作为参考光。物光和参考光在记录介质上相遇，形成干涉条纹。这些条纹记录了物
体的三维形态。在重建过程中，参考光线照射到记录介质上，通过干
涉条纹的作用，可以重建出物体的三维形态。
3. 全息照相的记录介质
全息照相的记录介质通常是一片光敏材料，如银盐片、光致变色材料
或光聚合材料。当物光和参考光在记录介质上相遇时，它们会形成干
涉条纹，这些条纹会在记录介质上留下一定的光学密度变化。在重建
过程中，参考光线照射到记录介质上，通过干涉条纹的作用，可以重
建出物体的三维形态。
4. 全息照相的应用
全息照相在科学研究、工程设计、艺术创作等领域都有广泛的应用。
在科学研究中，全息照相可以用于记录微小物体的形态，如细胞、分
子等。在工程设计中，全息照相可以用于检测物体的形态和变形情况，如机械零件、建筑结构等。在艺术创作中，全息照相可以用于制作艺
全息照相和普通照相的区别物理实验
全息照相和普通照相的区别物理实验
全息照相（Holography）和普通照相是两种不同的成像技术。全息照相是由匈牙利物理学家Dennis Gabor于1947年发明的一种全息成像技术，它通过记录物体的干涉波面来生成具有三维效果的图像。
普通照相是利用光学原理通过透镜将被摄物体的光线聚焦在感光材
料上进行记录的过程。而全息照相则是使用分光技术将光线分为参考光和物体光，将这两束光交叉干涉，形成一个全息图。
具体来说，全息照相与普通照相的区别有以下几个方面：
1. 信息量：普通照相只记录了物体的亮度和颜色信息，而全息照相则能够记录物体的全部光波信息，包括相位和振幅等。因此，全息照相能够提供更多的细节和立体感。
2. 三维效果：普通照相只能产生二维图像，而全息照相能够生成具有立体感的三维图像。因为全息图是通过记录物体的干涉波面来实现的，可以通过改变观察角度来观察物体的不同部分，从而产生立体效果。
3. 重建质量：全息照相的重建质量较高，能够保留更多的细节和信息。而普通照相由于受到透镜的限制和光的衍射等因素的影响，重建
图像的质量较低。
对于物理实验来说，我们可以通过以下步骤来观察和比较全息照相和普通照相的差异：
1. 实验装置：准备一个全息照相装置和一个普通相机。
2. 光源：使用一束单色光作为光源，这样可以更清晰地观察干涉现象。
3. 对象：选择一个具有细节和纹理的物体作为被摄物体，如一个雕塑或一个有特殊图案的物体。
4. 全息照相实验：将被摄物体放置在全息照相装置中，通过分光技术分成参考光和物体光，并记录干涉波面。
全息照相实验
全息照相实验
简介
全息照相是一种利用相干光的特性记录和重现物体的三维
形态的技术。通过全息照相，我们可以得到一张物体的全息图，这张全息图可以在透明介质（如光像玻璃）上显示出物体的全息图像，且不受观察角度的限制。全息照相在科学、工程和艺术等领域都有广泛应用。
在本文档中，我们将介绍如何进行全息照相实验，包括所
需材料、实验步骤和注意事项等内容。
实验材料
•全息照相板（光像玻璃）
•激光器
•可调谐透镜
•物体（可以是任意三维物体）
实验步骤
1.准备工作：将实验所需材料准备齐全，并确保实验
环境光线暗，以避免外界干扰。
2.激光器设置：将激光器设置在合适的位置，并调整
激光器的位置和角度，以使激光束直接照射到全息照相板上。
3.调整透镜位置：使用可调谐透镜，将透镜放置在全
息照相板的前方，并调整透镜的位置，使激光束通过透镜
后成为平行光束照射到全息照相板上。
4.摆放物体：选择一个适当的物体放置在激光束的路
径上，确保物体在光路中心。
5.进行曝光：将激光器打开，使激光束照射到物体上，然后关闭激光器。在关闭激光器后，保持物体静止不动。
6.曝光时间：根据物体和激光器的特性，设置适当的
曝光时间。曝光时间过长会导致图像模糊，曝光时间过短
则无法记录到足够的信息。
7.固定全息照相板：在曝光后，使用相应的固定方法
将全息照相板固定在原位，防止其移动和震动。
8.重现全息图：将固定好的全息照相板放置在一个合适的照明条件下（如激光光源），通过透射或反射方式观察全息图像，可看到物体的三维形态信息。
注意事项
1.实验过程中需要注意激光器的使用安全。避免直接照射到眼睛和皮肤，以免造成伤害。
全息照相_大学物理实验全息照相
7.观察全息照相的再现像，将全息片按拍摄时安 置情况放回支架，用参考光照亮，即可见到衍 射的三维虚像。
8.观察全息照相的实像，观察虚像后，将全息片 绕铅直轴转180度，这是参考光束从全息片的 背面照射，在全息片的前方用一白纸或毛玻璃 屏可观察到再现实像。
注意事项
n 1.绝对不能用眼睛直视未扩束的激光束，以免 造成视网膜永久损失。
实验仪器
防震全息试验台，He－Ne激光器及电源， 分光镜、扩束镜、反射镜、全息感光底板、 光开关及自动曝光定时器、冲洗药品和设备等。
实验内容
1.在光学台上按图 3 搭迈克尔逊干涉光路。 激光经T：R=1：1 的分束镜 1 分束后，反射光 经全反镜2 反射后，一部分透过分束镜到达扩 束镜 4，透射光经全反镜 3 反射后，一部分被 分束镜反射向扩束镜 4，这两部分光产生干涉， 经扩束镜扩束后，在白屏 5 上能看到清晰的干 涉条纹。
n 2.绝对不能手触及激光器的高压端以免被电击。 n 3.切勿用手、纸片、手帕等物擦拭光学元件。
思考题
n 1Hale Waihona Puke Baidu为什么物光与参考光的平均光程要大致 相等？
n 2.如何判断所观察到的再现像是虚像还是 实像？
n 3.从拍摄技术、参数、实验条件对摄得的 全息照片进行评价。
全息照相实验
【实验目的】
n 1、了解全息照相的基本原理及主要特点 n 2、学习全息照相的拍摄方法和观察再现
全息照相(再现)
全息照相（再现）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．学习全息照相的拍摄方法和实验技术。
3．了解全息照相再现物像的性质、观察方法。
一、实验仪器
二、实验装置示意图
5底片
图1 全息照相光路三、实验原理
全息照相是一种二步成像的照相技术。第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体在感光材料（全息干版）处的光波波前纪录下来，称为全息图。第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。
1．全息照相的再现——光的衍射
由于全息照相在感光板上纪录的不是被摄物的直接形象，而是复杂的干涉条纹，因此全息照片实际上相当于一个衍射光栅，物象再现的过程实际是光的衍射现象。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。这样在原先拍摄时放置物体的方向上就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。如图2 所示把拍摄好的全息底片放回原光路中，用参考光波照射全息片时，经过底片衍射后有三部分光波射出。
0 级衍射光——它是入射再现光波的衰减。
+1 级衍射光——它是发散光，将形成一个虚像。如果此光波被观察者的眼睛接收，就等于接收了原被摄物发出的光波，因而能看到原物体的再现像。
-1级衍射光——它是会聚光，将在与原物点对称的位置上形成物体的再现虚像的共轭实像。
图2
四、实验步骤
1．全息照相光路调整
按图 1 所示光路安排各光学元件，并作如下调整：①使各元件基本等高；②在底片架上夹一块白屏，使参考光均匀照在白屏上、入射光均匀照亮被摄物体，且其漫反射光能照射到白屏上，调节两束光夹角约为30°；③使物光和参考光的光程大致相等，可分别挡住物光和参考光调节其光强比约 1∶4～1∶10，两光束有足够大的重叠区；④所有光学元件必须通过磁钢与平台保持稳定。
全息照相实验报告
全息照相实验报告
实验目的：
通过全息照相技术将三维物体的光场信息记录在全息平台上，使得观
察者在还原全息图时能够看到真实的三维效果。
实验原理：
全息照相是指通过记录物体光的振幅和相位信息，再通过照相底片或
全息平台的再现特性，来恢复物体的三维形态和光的全息信息的一种照相
技术。
实验步骤：
1.准备全息平台：将全息平台放在黑暗室的旋转台上，保证平台水平。
2.准备光源：将连续光源放置在全息平台上方，使光源位置稳定。
3.准备对象：将要拍摄的物体放置在全息平台近处，调整位置和角度
使其最清晰。
4.调整全息平台：调整全息平台高度和位置，使得物体完全受到光照。
5.调整照相机：将照相机对准全息平台上一侧的观察窗口，通过取景
器观察场景并调整焦距。
6.曝光：在不移动物体和平台的情况下，按下快门按钮进行曝光。
7.显影：将曝光后的照相底片按照制片商指示进行显影。
8.镭射照明：在全息平台上方启动一束透明的镭射光源照明全息平台。
9.观察全息图：在黑暗室中观察全息图的立体效果。
实验结果：
通过以上实验方法，成功的制作出了一张全息照相图。在观察全息图时，我们可以清晰的看到物体的形态，并且可以看到背景和物体的距离感。当改变观察的角度时，全息图中的物体也会相应移动，达到了真实的三维
效果。
实验结论：
全息照相技术通过记录物体的全息信息，使得观察者在观察全息图时
能够真实的感受到物体的三维效果。全息图的制作需要稳定的光源和合适
的拍摄角度，同时制作过程中也要注意保持物体和全息平台的静止，以保
证全息图质量。
需要注意的是，在观察全息图时要选择适当的照明光源，不要使用非
全息照相技术的原理
全息照相技术的原理
全息照相技术是一种利用光学原理制作三维图像的技术。这项技术源于19世纪初的干涉实验，但真正取得突破的是20世纪的60年代。
全息照相的原理是，将被摄体与参考光线交汇的光束分别记录下来，然后再将两幅照片进行重叠，产生干涉条纹，最终生成全息照片。
在拍摄全息照片时，首先需要将被摄体放在透光的玻璃板上，然后取一个均匀波源，将波源产生的光线分为两路。一路光线称为参考光，经过衍射镜反射后，直接照射到玻璃板上。另一路光线被称为物光，它通过被摄体折射后，再照射到玻璃板上。两路光线交汇后产生的衍射图样被记录在全息板上。
全息板是一种光敏材料，被记录在全息板上的衍射图样会引起物质的分子结构的微小变化，从而形成一种类似于光栅的结构。当用光刻后，可以得到的一个全息图样。在观看全息照片时，通过照射一束与参考光相干的光束，可以将光束的反射形成的衍射图形重现为物体原来的三维图像。
与传统的照相技术不同，全息照相可以记录下光波的相位差异，而不仅仅是光波的振幅差异。这种记录方式使得全息照片能够通
过相干光重现出更为生动的三维图像，如雾气弥漫的花园、令人
惊奇的立体全息艺术品等等。
全息照相技术对于传递信息和保存信息也有很多的应用，它可
以用于制作计算机芯片、生物医学图像记录等方面，甚至可以在
卫星通信和激光雷达中得到应用。
尽管全息照相技术有着许多应用前景，但由于需要高精度的稳
定光源和光学系统，这种技术的成本和难度都比较高。另外，全
息照片只有在特定的条件下才能显示出三维图像，这也限制了它
的广泛应用。不过，全息照相技术的发展还有很大的潜力，相信
全息照相术的实验步骤与技巧
全息照相术的实验步骤与技巧
全息照相术是一种非常有趣且引人入胜的摄影技术，它能够以一种全新的方式
记录并展示物体的三维图像。本文将为大家介绍全息照相的实验步骤以及一些技巧，希望能帮助初学者更好地掌握这项技术。
首先，我们需要准备全息照相所需的材料和设备。这些包括：
1. 激光器：全息照相必须使用激光光源，因为激光的相干性能能够产生稳定的
干涉图样。
2. 感光材料：常见的全息照相感光材料是银盐乳剂。将感光材料涂在玻片或者
其他基底上。
3. 可调平台：用于固定并在实验过程中调整感光材料和物体位置的平台。
4. 拢像透镜：用于调整激光束通过的方向和光线的聚焦。
一切准备工作就绪后，我们可以开始进行全息照相的实验了。以下是一些实验
步骤：
第一步：准备物体
选择一个具有足够细节和形状的物体作为被摄物体。这个物体可以是小到硬
币的尺寸，也可以是大到人体或其他物体的尺寸。确保物体表面平整，以便光线能够均匀地照射到它的各个部位。
第二步：调整激光光源
将激光光源调整至合适的亮度和直径。在实验中，需要注意激光光源的安全性，避免直接照射眼睛，以免造成伤害。
第三步：将物体置于感光材料前
将物体置于感光材料（银盐乳剂）的前方，确保光线能够均匀地照射到物体表面。调整物体和感光材料之间的距离，以便实现最佳的照射效果。
第四步：记录干涉图样
当激光光源照射到物体上并经过散射后，光线将分为物体光和参考光两部分。
在感光材料表面，这两束光相交形成干涉图样，也就是全息图样。确保全息图样的记录时间足够长，以保证光线的所有信息都被记录下来。
第五步：显影
根据感光材料的要求，使用适量的显影剂将全息图样进行显影。不同的感光材
全息照相讲义
全息照相实验
设计性实验
讲义中的图是示意图，每个同学都可以自行设计干涉光路，文字所述条件搭建光路即可。
一、引言
全息术——利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，并在一定的条件下使其再现，形成原物体逼真的立体像。由于记录了物体的全部信息（振幅和相位)，因此称为全息术或全息照相。
英国科学家丹尼斯·加伯 ( Dennis Gabor)在1948年为提高电子显微镜的分辨率，在布喇格(Bragg)和泽尼克(Zernike)工作的基础上提出全息术。全息术需要高度相干性和高强度的光源，所以，直到1960年激光出现，以及1962年利思（Leith）和厄帕特尼克斯（V aptnieks）提出离轴全息图以后，全息术的研究才进入一个新的阶段，相继出现了多种全息方法，开辟了全息应用的新领域，成为光学的一个重要分支。
全息术发展到现在可以分为四代：第一代是用水银灯记录同轴全息图，这是全息术的萌芽时期，其主要问题是再现像和共轭像不能分离，以及没有好的相干光源；第二代是用激光记录、激光再现，以及离轴全息图，把原始像和共轭像分离；第三代是激光记录白光再现的全息术，主要有反射全息、象全息、彩虹全息及合成全息，使全息术在显示方面显出其优越性；第四代即当前所致力的方向，是企图利用白光记录全息图，已初步作了一些工作。
二、实验目的
1.了解全息照相的基本原理和实验装置；
2.初步掌握全息照相的方法，拍摄一幅漫反射三维全息照片；
3.学会全息片的再现观察，了解全息像的特点。
三、实验原理
全息照相分两步：波前记录和波前再现。波前记录是将物体出射的光波（物光）与另一光束（参考光）相干涉，用照相的方法将干涉条纹记录下来，称为全息图或全息照片。明暗相间的干涉条纹成像使全息图具有光栅状结构，当用原参考光照射全息图时，光通过全息图后发生衍射，其衍射光波能重建原物体光波，在照片后面原物体放置的位置上将有物体的再现三维像，即像与物有相同的景深。
全息照相的基本原理
全息照相的基本原理
全息照相（Holography）是一种记录物体的光信息的技术，其基本原
理是通过记录光的干涉模式生成一个全息图像。全息图像可以呈现出物体
的三维形状和光的相位信息，使得观察者可以从不同的角度观察物体，获
得逼真的立体感。
首先是记录过程。全息照相使用的是相干光源，例如激光。将物体和
一块记录介质放置在光路上，光线分成两束，一束直接照射到记录介质上，另一束经过物体后再照射到记录介质上。两束光线在记录介质上相交，形
成干涉图案。这个图案是由物体反射的光和直射光的相位差所形成的干涉。记录介质上的每一点都会记录下这个干涉图案。
其次是重建过程。当一个与记录时使用的光源相对应的光源再次照射
到记录介质上时，光会根据之前记录的干涉图案来重建出原始物体的光场。这是因为记录介质上的每个点都包含了整个物体的信息，光在经过记录介
质时会在每个点上体验到相同的相位变化。通过逆变换技术，可以将记录
介质上的干涉图案转化为光场。
最后是观察过程。再次使用与记录光源相同的光源，通过照射重建介
质上的干涉图案，可实现对干涉图案的观察。观察时，通过改变观察的角
度和位置，可以看到具有立体感的全息图像。
全息照相的基本原理涉及到光的干涉和衍射现象。光的干涉是指两束
相干光线的相遇，当光线的波峰和波谷重合时，会产生纹理增强的区域；
当波峰和波谷错位时，会产生纹理衰减的区域。光的衍射是指光通过一个
小孔或者绕过物体时，会发生弯曲和扩散。这两种现象的综合效应使得全
息照相能够记录并重建物体的完整光场。
总结起来，全息照相的基本原理包括记录、重建和观察三个步骤。通
近代物理实验十七 全息照相
另如图8-5所示，记录彩虹全息图的又一种光路，其中狭缝S位于 透镜L的焦点以内，狭缝像S＇与狭缝在透镜的同一侧。物O在焦点以 外，成像在L的另一侧，为赝像。再现时用与参考光束R共轭的R＇照 明，形成狭缝的实像和物的虚像。眼睛在E处观察到物的虚像O＇是赝 像。
5 式中为未曝光部分的透射率，K为小于零的比例系数，它们均为常 量。
当以原参考光为再现光入射全息照片时，透射光波应是：
6
上式表明透射光包含三部分； 第一项是按一定比例重建的参考光，沿原来方向传播，即光栅的零 级衍射。 第二项与物光振动方程完全一样，只不过振幅乘了一个系数，这便 是按一定比例重建的物光波，相当于一级衍射波。根据基尔霍夫衍射原 理，这一场分布决定了全息图后面的衍射空间有一个与原始物光波振幅 和位相的相对分布完全相同的衍射波。正是这一光波形成了与物体完全 逼真的三维立体图像，从不同的角度去观察，能看到原被遮住的侧面。 第三项与物光波的共轭光波有关，它是因衍射而产生另一个一级衍射 波，它在有些情况下会形成一个发生畸变的，并且在观察者看来物体的 前后关系与实物相反的实像。 全息照相具有多次记录性，用几束不同方向的参考光可以在同一张底版 上分别记录几个不同的物体，用相应方向的参考光可以在同一张底版上 分别记录几个不同的物体，用相应方向的参考光可以分别再现各自独 立、互不干涉的图像。如果一个物体的形状随时间发生变化，那么若在 同一张全息板上相继进行两次重复曝光，再现时，前后两个全息图同时 再现，并且两个像的再现光之间会因干涉而形成干涉条纹。根据干涉条 纹的分布可以计算物体表面各点位移的大小和方向，在此基础上发展了 一门新的物体微小变化的全息干涉技术 3、 实验装置
全息照相的基本原理
全息照相的基本原理
全息照相是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维形态的技术。它通过将物体的全息图像记录在光敏材料上，再通过光的衍射效应将记录下的物体形态再现出来。
全息照相的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 准备物体：首先，需要选择一个待记录的物体。这个物体可以是实际的实物，也可以是一个光学构件，比如透镜或反射镜。物体的形态将决定最终全息图像的形状和特性。
2. 创造干涉：全息照相利用光的干涉效应来记录物体的形态。为了创造干涉，需要使用一个分束器将激光光束分成两部分，一部分作为物体光束，另一部分作为参考光束。物体光束经过物体后，会受到物体的变形或散射，形成物体波。参考光束则没有经过物体，保持原始形态。
3. 干涉记录：物体波和参考光束在记录介质上相遇，发生干涉。干涉产生的光强分布将被记录在光敏材料上。光敏材料对光强的变化非常敏感，可以记录下干涉图样的细节。
4. 全息图像的再现：全息图像的再现利用了光的衍射效应。当一束单色光照射到记录介质上时，记录介质上的全息图像会发生衍射。根据衍射原理，全息图像会将光波分为两个部分，一个是物体波，
另一个是参考波。这两个波之间的相位差会决定衍射光的强度和方向。通过调整照射光的角度和波长，可以使衍射光在特定条件下重建全息图像，实现物体的再现。
全息照相的基本原理是利用光的干涉和衍射效应记录和再现物体的三维形态。通过创造干涉，记录干涉图样，再现衍射光，可以实现全息图像的再现。全息照相技术在科学研究、艺术创作、虚拟现实等领域具有广泛的应用前景。随着技术的不断发展，全息照相技术也将得到进一步的改进和应用。
全息照相基本原理
全息照相基本原理
全息照相是一种记录物体外形和光的相位信息的照相技术。它采用光的干涉原理，通过记录光的全样的波前振幅和相位信息，从而实现对物体的全息成像。
全息照相的基本原理可以概括为以下几个步骤：
1. 准备波源和光束分割：全息照相中需要两个光源，一个是物体illumination，一个是参考光源 reference。物体 illumination 光束经过和物体的相互作用之后，光的波前将被改变。参考光则是一束已知相位和幅度的光束。
2. 干涉：物体 illumination 光束和参考光束交叠，产生干涉。干涉现象基于两束光的波动特性，当两束光的相位差满足一定条件时，就会产生干涉条纹。
3.计算干涉光的波长和相位差：通过测量干涉条纹的性质，可以计算光的波长和相位差。波长是光的特性之一，它与光的颜色相关。而相位差则描述了两束光的相对相位变化。
4.记录干涉条纹：全息照相中最关键的一步是记录干涉条纹，这是通过在光敏介质上成像来实现的。光敏介质是可以感光的材料，例如相纸或者光敏玻璃等。当光束照射到光敏介质上时，会在其中产生光致反应，记录下光的干涉条纹。
5.重建全息图像：通过对光敏介质进行各种处理（例如以特定波长照射、进行显影等），可以重建物体的全息图像。全息图像可以看作是包含了物体外形和光的相位信息的三维图像。
全息照相的基本原理源于光的干涉现象。在光的干涉过程中，光的波动特性会导致干涉条纹的产生。全息照相利用了干涉条纹的信息，可以实现真实的三维图像记录和重建。相较于传统的照片，全息图像具有更多的信息，可以展示出物体的形态和颜色，并且可以在不同的角度进行观察，呈现出立体感。
全息照相原理
全息照相原理
全息照相是一种使用激光光源和干涉技术来记录和重建物体的三维图像的方法。它通过将物体的光反射或透射到光敏介质上，利用光的干涉原理来形成全息图像。
全息照相的原理基于两束光的干涉。首先，将一束光称为参考光束，它直接从激光光源发出并照射到光敏介质上。另一束光称为物光束，它经过物体反射或透射后，再照射到光敏介质上。
在光敏介质上形成的干涉图案，被称为全息图。全息图记录了物体的干涉模式，其中包含了物体的相位和振幅信息，因此可以重建出物体的三维信息。
全息照相的过程可以分为记录和再现两个步骤。在记录过程中，参考光束和物光束相交并产生干涉，形成全息图像。在再现过程中，将光线照射到全息图上，通过光的衍射现象，使得全息图中的干涉信息重新产生出物体的真实像。
与传统的摄影不同，全息照相可以捕捉到物体的全息信息，包括物体的外形和内部结构。因此，全息照相在科学研究、艺术设计和商业应用等领域具有重要的应用价值。
虽然全息照相具有许多优点，如高分辨率和真实的三维效果，但也存在一些挑战。例如，全息图的制作需要非常稳定的激光光源和光学系统，并且对光敏介质的质量要求较高。此外，全息图的再现过程也需要使用合适的光源和光学设备才能达到最佳效果。
总之，全息照相基于光的干涉原理，通过记录物体的全息信息来实现真实的三维图像。它在许多领域具有广泛的应用前景，将为科学研究和技术创新带来新的突破。
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• 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。
全息照相
轻工一班 李天祎 李华娜 王名跃
简介
• 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。
思 考 题
1.全息图与普通照相有何不同?
2.拍摄全息照片必须具备哪些基本条件?
3.为什么用全息图的碎片仍然能再现被摄物体 的像?
（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。
仪器介绍
冲洗设备
全 息 照 相 的 特 点
ห้องสมุดไป่ตู้
1.具有显著的视差特性，其三维立体图 象逼真。 2.具有可分割特性。
3.可调节被摄物物的亮度。 4.同一张全息干板可进行多次重复曝 光，而再现时各个图像互不干扰。 5.全息照片在再现物像可进行放大或 缩小。
2.全息照相的再现——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。
拍 摄 全 息 照 片 的 基 本 光 路 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。
实 验 内 容
全息照相的拍摄
实 验 内 容
冲洗好的全息干板
注 意 事 项
1.保持各光学元件清洁,切勿用手或手帕擦拭。 2.拍摄时，装好底片后须静置几分钟，待实 验台完全稳定下来后再进行曝光。曝光时， 室内必须保持安静，不得说话和来回走动， 切勿触及全息实验台。 3.全息干板的乳剂层与玻璃片结合不牢， 极易脱落，冲洗过程中应小心。
实验内容
一 全息图的拍摄
1）调节全息照相光路 2）曝光 3）冲洗
二观察全息照片的再现物象
1）将处理好的全息照片放回原底片架，遮住物光，移去被摄 物体，用参考光照明，虚像即呈现在原物所在位置上，上下左 右慢慢移动你的眼睛，图像的透视也在改变，用一块纸板遮住 全息图的不同部分，仍然可以看到一个完整的像。 2）原光路不变，仅将全息照片翻转180°，使乳剂而面朝向观 察者，将扩束的位置镜移去，使再现光束集中射向全息图的很 小部分，在原观察者的位置上放一块玻璃屏，则屏上得到一个 被摄物体的实像。
实验目的：
（1）了解光学全息照相的基本特点和原理 （2）学习拍摄漫反射全息图。 （3）学习全息照相的再现方法
实验仪器：
防震全息台 氦氖激光器 分光板 扩束镜 反射镜 米尺 曝光定时器 待摄物 全息 干板 照相冲洗设备等
实验原理
1.全息照相的记录——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。