一步彩虹全息PPT
2024版《彩虹》PPT课件精美版
天气条件对观测影响
降水类型
彩虹通常在阵雨或雷阵雨后出现，因此需关注天气预报，选择有降水过程的天 气进行观测。
太阳光角度
太阳光与地面的角度会影响彩虹的清晰度和颜色分布。一般来说，太阳光角度 越低，彩虹越清晰且颜色鲜艳。
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安全防护措施建议
防晒措施
在观测彩虹时，注意涂抹防晒霜、 戴遮阳帽和太阳镜等防晒用品， 避免长时间暴露在强烈阳光下。
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19
05
彩虹科学实验设计与操作
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20
实验目的和原理介绍
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实验目的
通过模拟和观测彩虹现象，探究光的折射、反射和色散等光学 原理。
原理介绍
彩虹是太阳光进入水滴后发生折射、反射和色散的光学现象。 当太阳光射入水滴时，光线在水滴内部发生折射，然后在水滴 背面反射，最后再从水滴中射出时发生色散，形成彩虹。
虹的颜色就是由于光线的色散形成的。
5
彩虹形成条件及过程
01
形成条件：彩虹的形成需要满足一定的气象条件，包括充足 的阳光、适当的雨滴大小和分布、观察者的位置等。
02
形成过程
03
1. 当太阳光照射到空气中的水滴时，光线首先在水滴表面 发生折射。 2024/1/24
04
2. 进入水滴内部的光线在水滴内部发生反射，同时部分光 线从水滴内部射出时再次发生折射。
阳光照射在瀑布溅起的 水雾上形成，非常罕见。
阳光穿过冰晶折射形成， 多出现在高纬度地区。
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11
03
彩虹观测技巧与注意事项
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12
观测时间和地点选择
全息技术第九辑彩色全息PPT28页
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
全息技术第九辑彩色全息
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
谢谢！
彩虹全息图
全息技术研究天
全息元件
多功能化
智能武器
智能机器人
全 息
全息检测
无损检测 （用于工程领域）
全息显示
立体图画
全息动画
全息电影
模拟军事演习
全息存储
1
第九章
第1节
引言
全息显示
假彩色显示 真彩色显示
合成全息显示
全息图像显示方法
激光记录，激光再现 激光记录，白光再现(全息显示主要研究内容之一)
3
概念 回放
白光再现反射全息
—— 丹尼苏克 全息图
Denisyuk hologram
记 录 光 路 H
Laser
仅当
再现像 特点 λ=λ0 时 满足 布喇格条件
白光
H
4
单 色 像
白光再现反射全息
属性
反射型 体积全息图
记录条件
激光记录
选择反射率较高的物体
干板胶面朝向物体
物体尽量靠近干板
再现照明条件
白光照明再现
再现像特点
单色再现像，波长与记录波长相同
用 途
白光反射全息技术是实现 彩色全息 的重要基础
5
像面全息
方法一 —
概念 回放
透射型
R O’
透镜成像法（一步法）—
L
记录
O
H C=白光 O’
再现
原光路再现
H
6
概念 回放
像面全息
方法二 无透镜法（二步法）
记录
第1步 记录菲涅耳全息图 用平行参考光
移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再
会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。
第七章 光全息术2-像全息图、彩虹全息图1
UH ℱFOℱFROO fx , f y R fx , f y
O ( xo , yo ) exp [ - j2 ( fx xo f y yo ) ] d xo d yo Ro exp [ j 2 fx b] fx = xf / ( λf )、fy = yf / ( λf )，xf﹑yf为透镜后焦面的空间坐 标，f为透镜焦距
第二步
制作彩虹全息图 H2 以 H1 的共轭实像为“物”， 通过狭缝 S 记录彩虹全息图 H2
H2
S
R1*
记录
O’
R2
H1
再现
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
用单色光再现（共轭光）
R2* (单色光）
H2
S’
再现
在观察再现像时，仿佛也是通过狭缝去看。
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
全息激光幻彩第一币（藏品赏析）
• “幻”是奇异的变化，“彩”是各种颜色的交织。 这两个字组织到一起，幻中有色，色中有变，变中 有新，新中有奇，奇中有绝。这种幻彩表现在金银 币上，自然灵光四动，流光溢彩，别有一番奇妙风 采。2004年9月推出的《全国人大成立50周年》纪 念金银币，是我国贵金属纪念银币生产首次采用全 息激光工艺技术，此套纪念金银币就有这种特殊的 幻彩效果。
§5-4 平面全息图
2、傅里叶变换全息图
再 现 光 路
第三项U：f 3 ℱ 1 R0OF fx , f y exp j2 fxb
RoOF fx , f y exp- j 2 fxbexp j2 fx x 'o f y y 'o dfxdf y
彩虹全息
Rainbow Hologram 彩虹全息图
全息图通过一狭缝记录，在观察再现像时，仿佛也是通 过狭缝去看。 如果再现波长不同于记录波长，由于引入了放大效应， 再现出的波就显得好像是来自一个位移了的缝。
如果用白光再现，再现出的波好像是通过许多位移了 的缝看到的物体，每个缝的像有不同的波长（颜色）。
R2* (单色光）
再现
H2
S’
在观察再现时，仿佛也是通过狭缝去看。
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
用白光再现（共轭光） R2* (白光)
H2
红 黄绿 蓝 紫
彩 虹 像
再现
狭缝像
一步彩虹全息图
1978年杨振寰等人发明了一步彩虹全息摄 影技术。彩虹全息图实质上也是一种像面 全息图。不同的是拍摄一步彩虹全息图时 在物和干版之间加一个狭缝，并且透镜成 的实像可以离开干版一段距离，所以再现 立体效果比像面全息图要强一些。可使狭 缝紧靠透镜，取铅直方位。缝宽没有严格 限制，可在０.５～８ｍｍ之间选择。
世界上最难伪造的钞票
• 面额：20英镑 国家：英国 最新版20英镑面值的钞票有一个显著的全息条。 一旦将钞票倾斜，全息条上的图像能在英镑标志 和数字"20"之间来回转换。
彩虹全息图
白光显示周视全成彩虹全息
演全 唱息 会投
影 打 造 的
初 音 未 来
——
一步彩虹全息图拍摄光路
两步法和一步法彩虹全息比较
• 二步法优点： 记录全息图的观察范围比较大，采取合适
的记录光路有较大的能量利用率 缺点：二步记录制作过程比较烦琐， 全息图的噪声较大
《彩虹》完整版PPT课件图文
纯真想象 童心童趣
一、读一读，连一连。 zuò jiāo sǎ zhào jìnɡ qún
浇洒座裙照镜
二、课文相关阅读。 雨停了，天上有一座美丽的桥。 1.这里把彩__虹__比作_美__丽__的__桥__。 2.彩虹一般出现在_雨__后__天__晴__时__。
课文描写了“我”看到雨后的彩虹而引起 的一连串的想象，赞美了童心的天真烂漫， 传递了“我”关爱家人的美好情感。
兴
xīnɡ 兴旺
zhe 看着 zháo 着急
着
zhuó 着手
雨停了,天上有一座美丽的桥。
弯弯的 彩虹 好像 一座桥 。
座—坐
一座桥
一座山一座房子Fra bibliotek请你把描写我的动作的词语圈出来吧！
爸爸，你那把浇花用的水壶呢？ 如果我提着它，走到桥上，把水洒 下来，那不就是我在下雨吗？你就 不用挑水去浇田了，你高兴吗？
彩虹 雨过天晴白云飘，天空架起彩虹桥。 红橙黄绿蓝靛紫，数数颜色有七道。 彩虹桥，哪里来？太阳公公亲手造。
谢谢观看！
读一读，请你把描写我的动作的词 语圈出来吧！你知道我想做什么吗？
哥哥，你系在门前树上的秋千呢？ 如果我把它挂在彩虹桥上，坐着秋 千荡来荡去，花裙子飘啊飘的，不 就成了一朵彩云吗？你看见了，高 兴吗？
读一读 比一比
提—拿—挂
dànɡ
荡来荡去
游来游去
飘来飘去
pǎo
跑来跑去
彩虹
走上彩虹桥去下雨 用月亮照着妈妈梳头 在彩虹桥上荡秋千
我会读长句子
浇花用的水壶 那把浇花用的水壶 你那把浇花用的水壶 爸爸，你那把浇花用的水壶呢？
比一比
浇水 洒水 挑—跳—桃 挑水 — 跳绳 — 桃子
读一读，请你把描写我的动作的 词语圈出来吧！你知道我想做什么吗？
实验十六--彩虹全息图的制作
128 实验十六 彩虹全息图的制作实验目的制作彩虹全息图并在白光下观察其再现像。
实验方法第一步：对被照物体制作一个普通的全息图H 1，叫母全息图，见图1。
第二步：将已做好的全息图H 1用R 1*照明再现物体实像，利用此实像作为物（物光），加上参考光R 2及狭缝制作出第二块全息图H 2。
这第二块全息图H 2，具有彩虹的性质，也就是在用R 2*再现时，眼睛放在狭缝位置上可以看到物体的像，若在白光下再现，人眼沿着与狭缝垂直的方向改变观察方向，可看见不同颜色、五彩缤纷的像，如图2所示。
实验光路如图3所示。
实验步骤（制母板步骤省略）1．首先按图3调好光路。
2．放上已作好的母全息图，用R 1*再现原物体实像，可在实像处放一毛玻璃观察。
（这时可挡掉R 2）。
3．挡住物光，调节参考光R 2，使参考光R 2与物光波光强比约为3:1。
（可调连续分束镜或在参考光路中放置衰减镜）。
4．挡住光源，在实像面处放上全息干板，待稳定后进行曝光。
曝光时间，He －Ne 激光器功率40mW ，天津Ⅰ型全息干板为20秒左右，GYT 型干板为90秒左右。
全息干板图1 母全息图图2 第二块全息图1295．经显影、定影和漂白后的干板在白光下观察其再现现象。
注意事项1．狭缝大小和方向的选择：狭缝大小选取由虹全息来说希望越窄越好。
越窄色彩越纯，但太窄物光强太弱，不便观察，也不容易拍照。
至于狭缝方向水平放置与垂直放置均可，只是观察时移动方向不同，依习惯而定。
2．制作彩虹全息图时，参考光与物光光强比约为3:1。
且参考光与物光夹角不宜过大，以免影响衍射效率。
3．观察彩虹全息图的再现像应注意再现条件：白光方向必须是R 1*的方向，再者人眼须刚好置于狭缝原位置。
4．母全息图的制备可参考全息照相实验，为了便于再现实像和制作虹全息图，制作母全息图时物光与参考光的夹角不能太小，例如应在60︒以上，物与干板的距离也应适当选择。
实验原理下面我们稍微定量地讨论基元彩虹全息图的记录与再现。
光学课件 彩虹全息
像的色散主要表现在y方向上。主要讨论y方向上的单色性．类似 光栅的色散。
y
光栅方程：dsinθ=mλ
z
光栅色散本领：Dθ = m /(dcos θm)
d 减小， Dθ 增大。
y
H
∆H
O•
S H1
R1∗
a
R2
zo
zs
y
∆H
x
¾ 用白光照射全息图， 经∆H的衍射后，对同一 物点，不同波长的光形 成的像点位置不同。
但是，a ↓ (视场小，亮度小), ze ↓（视场小）,
θr ↑（要求干板空间分辨率高）
2．像的色模糊：
¾用点源全息图再现 像点位置(xi, yi, zi)公
式，由∆λ可求出在
各方向上的色模糊分
量(∆xi, ∆yi, ∆zi)。
I λ ′ ∆•z ∆y I λ • ∆I
y H
∆α
S Sλ Sλ′
∆H α
但是
⎧ ⎪ ⎨
zo小，则景深小 zs大，要求记录时狭缝S靠近透镜焦点，限制视场
⎪⎩a小，狭缝窄，激光散斑影响大
实验中，应根据要求适当选取。 如取：a为5~10mm左右，zs为25~30cm左右。
根据记录方式不同：分为二步彩虹全息和一步彩虹全息。
5.8.1 二步彩虹全息（1969年提出）
O
H1
A
B
D
C
R1
第1步：记录物体菲 涅耳全息图
H
A ∆H
S H1 R2∗
B
CD
R2
zo
zs
第2步：记录彩虹全息图
C H S′
A
B
D
C
再现观察
(1)记录时采用相干光源，再现时既 可使用相干光源，也可采用非相 干光源（如白光）。
彩虹全息
∆ 由上图可知， H 对这两种波长所产生的色散角为 ∆θ1 并有：
设∆H 在y方向的空间频率为η ，则由光栅方程可知
，
两式相除得
= θ 因为物点很靠近z轴，， I 很小，可令 cosθ I = 1, sin θ I ，0 于是上式简化为
在彩虹全息中，当然是 ∆λ 愈小愈好。这就要求：狭 缝窄（a小）；观察距离远（ z E 大）；参考光束倾斜 度大，或者说全息图的空间频率较高等等。
1969年，本顿(Benton)受到全息图碎片可以再现完整 的物体像的启发，提出二步彩虹全息。 彩虹全息记录过程： 包括两次全息记录过程。首先，对要记录的物体摄制 一张菲涅耳离轴全息图H1,称为主全息图，记录光路如 下图所示：
第二步是用参考光的共轭光照明H1，产生物体的赝实 像。在H1的后面置一水平狭缝。实像与狭缝之间放置 全息干板H，用会聚的参考光R记录第二张全息图H， 这张全息图就叫彩虹全息图。过程如下图：
(2) 若全息图的透过率
t0 与（x，y）无关，为常数，即
照明光波通过全息图时，受到均匀吸收，仅仅是相位 被调制，可称为相位全息图。 相位全息图的制作可分为两种类型：一种是记录物质 的厚度改变，折射率不变，称为表面浮雕型。另一种 是物质厚度不变，折射率改变，称为折射率型。 (3) 相位全息图的性质 我们分析物光波和参考光波都是平面波的情况。 两束平面波相干涉产生基元光栅，我们在（5.4.1）式 中得出其光强分布公式为
在记录全息图H时，物光束受到狭缝S的限制，只是一 束细光束投射在H上，因而对应物点C`的信息在全息图 的y方向上只占一小部分 ∆H 。对于这一部分全息图，也 叫线全息图，如下图所示：
设狭缝宽为a，狭缝与H的距离为zs ，则线全息的宽度 为
《彩虹》课件PPT(完美版)-2024鲜版
利用科技手段模拟彩虹
使用计算机模拟软件
利用光学模拟软件，可以模拟阳光在水滴中的折射、 反射和色散过程，从而生成彩虹图像。这种方法可 以方便地调整参数，观察不同条件下的彩虹现象。
使用投影仪和特殊滤光片
通过投影仪投射出白光，并使用特殊滤光片将光分 解成不同颜色的光谱，然后在屏幕上形成彩虹图像。 这种方法适用于大型演示和教学。
28
关键知识点总结回顾
01
光的折射、反射和 全反射原理
02
彩虹的形成原理及 必要条件
03
彩虹的七种颜色及 其顺序
04
与彩虹相关的自然 现象和科学实验
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29
学生自我评价报告分享
01
02
03
04
对彩虹形成原理的理解 程度
2024/3/27
掌握相关知识点的情况
学习中遇到的困难和解 决方法
7
02
彩虹在自然界中表现与意义
Chapter
2024/3/27
8
自然界中彩虹现象观察
彩虹的形成原理
彩虹是阳光射入水滴经折 射、反射和色散形成的天 空上拱形的七彩光谱。
2024/3/27
彩虹出现条件
阳光、雨滴和观察者的角 度是形成彩虹的三个必要 条件。
彩虹的形态特征
通常为半圆形，由外至内 依次为红、橙、黄、绿、 蓝、靛、紫七种颜色。
2024/3/27
和平与团结
在一些文化中，彩虹被赋予了和平 与团结的象征意义，代表着不同种 族、文化和信仰之间的和谐共处。
神秘与梦幻
由于彩虹的美丽和短暂性，它也被 视为神秘和梦幻的象征，激发着人 们的想象力和创造力。
12
03
彩虹科学实验与模拟制作
《彩虹》PPT课件 人教部编版彩虹ppt课件完美版12共30页文档
21、要知பைடு நூலகம்对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
《彩虹》PPT课件 人教部编 版彩虹ppt课件完美版12
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
激光彩虹全息与像面全息PPT44页
世界上最难伪造的钞票
• 面额：20英镑 国家：英国 最新版20英镑面值的钞票有一个显著的 全息条。一旦将钞票倾斜，全息条上的 图像能在英镑标志和数字"20"之间来回 转换。
全息激光防伪标签，已经是一个很大的产业
panda为彩虹全息图
彩虹全息图
彩虹全息图
彩虹全息图
Color reproduction of the final diffuse object hologram compared with the real object under the same reconstruction/illumination source
• 幻彩币于1994年首次出现在西班牙，我 国于2000年曾发行过由瑞士代铸的幻彩 “观世音菩萨”币。幻彩“人大50年” 纪念币是我国掌握此项铸币技术后自行 铸造的首套幻彩币。2019年北京钱币博 览会上，因其题材重大、工艺先进、铸 造精良荣登“最受群众喜爱的2019年中 国贵金属纪念币”榜首。
• 此纪念金银币采用全息激光工艺，穹隆 中的灯光，随光线变化，视角变化，幻 动出不同的光晕。全息激光工艺是世界 高科技铸币工艺，它的特点，是借用静 态金属材质平台，展示光与线相结合的 动态美。七色光影，动静相融，在币面 上，流淌如音乐，也增加了金银币的立 体动感。
用单色光再现（共轭光）
R2* (单色光）
H2
S’
再现
在观察再现像时，仿佛也是通过狭缝去看。
彩虹全息图的白光再现
Two-Step Rainbow Holography 二步彩虹全息
用白光再ห้องสมุดไป่ตู้（共轭光） R2* (白光)
H2
红黄绿蓝紫
彩 虹 像
再现
参考光旋转一步法大视角彩虹全息术
第6期1996年11月 光学技术O PT I CAL T ECHNOLO GYN o.6N ov.1996参考光旋转一步法大视角彩虹全息术梁万国(北京理工大学光电工程系,北京100081)邱大庸(重庆大学应用物理系,重庆630044)摘 要:本文分析了全息图视角受限制的主要原因,其原因是再现衍射光方向受到限制。
针对这个原因,作者提出了同步旋转参考光、物体和干板,采用分时记录物体的信息,使全息图再现时形成多方向的衍射光波,从而达到扩大视角之目的。
文章中给出了理论分析和实验装置及结果。
关键词:大视角,多次曝光,一步彩虹全息术。
One-step large-v iew i ng angle ra i nbowholography by rota ti ng the reference beamL iang W anguo(D epartm ent of Op toelectrical Engineering,Beijing Institute of T echno logy,Beijing100081)Q iu D ayong(D epartm ent of A pp lied Physics,Chongqing U niversity,Chongqing630044)Abstract:In th is paper w e analysied the reason of the li m ited view ing2angle of a ho logram is the li m ited directi on of the recon structi on diffracti on ligh t.In view of the li m itati on,w e p ropo sed a m ethod of en larging the view ing2angle by synch ronou sly ro tating the ob ject、the reference ligh t and the ho lo2 graph ic p late to reco rd the ob ject at differen t ti m es.W hen the ho logram is recon structed,it w ill gener2 ate m u lti2directi on diffracti on ligh t and w e w ill see it w ith a large view ing2angle.W e carried ou t the p rinci p le of the m ethod and p ropo sed a experi m en tal configu rati on and gave ou t the resu lt.Keywords:large view ing2angle,m u lti2expo su re,one2step rainbow ho lography. 一、概 述本文针对全息图视角受限问题,着重研究大视角的彩虹全息术。
像全息与一步彩虹全息图
像全息图与一步彩虹全息图【实验目的】1. 掌握像面全息图的记录和重现原理, 并制作一张像全息图, 在白光下观察其重现像；2. 掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法, 并制作一张一步彩虹全息图, 在白光下观察其重现的准单色像。
【实验仪器】He-Ne 激光器(40 mW 左右) 1台反射镜 1 个电子快门 1 个干板架 2 个分束镜 1 个待拍摄物体 1 个扩束镜 2 个载物平台 1 台Ø100 准直镜 1 个观察屏 1 个Ø100 成像透镜 1 个全息干板若干小块【实验原理】1. 像全息图将物体靠近记录介质, 或利用成像透镜使物体成像在记录介质附近, 或者使一个全息图重现的实像靠近记录介质, 都可以在引入参考光后记录到像全息图。
当物体的像正好位于记录介质面上时, 得到像面全息图。
它是像全息的一种特例。
在记录像全息图时, 如果物体靠近记录介质,则不便于引入参考光, 故通常采用两种成像方式产生像光波: 一种方式是采用透镜成像, 如图1所示;图1 像全息图的透镜成像记录方式另一种方式则是利用全息图的重现实像作为像光波, 这时需要对物体先记录一张菲涅耳全息图H1, 然后用原参考光波的共轭光波R* 照明全息图H1 , 重现出物体的实像O* , 再用此实像作为物记录像全息图H2。
因此第二种方式包括二次全息记录与一次全息重现, 过程比较繁杂。
本实验中只研究像全息图的第一种记录方式。
由于像面全息图是把成像光束作为物光波来记录, 相当于“ 物”与全息干板重合, 物距为零, 因此当用多波长的复合光波( 如白光)重现时, 重现像的像距也相应为零, 各波长所对应的重现像都位于全息图上, 将不出现像模糊与色模糊。
因此, 像全息图可以用扩展白光光源照明重现, 观察到清晰的像。
2. 彩虹全息图彩虹全息是像全息与狭缝技术相结合的产物, 因此彩虹全息图也和像全息图一样, 可以用白光照明重现物体的像。
彩虹全息图又分为一步彩虹全息图与二步彩虹全息图, 本实验研究一步彩虹全息图。
彩虹全息图
• 眼睛观察时会发现像面是弯曲的 • 人眼在沿狭缝方向移动时，会发现全息像漂移 • 按全息图孔径计算的像差点的大小就是眼睛移动 观察时像点漂移距离
26
彩虹全息图
27
第九章
第3节
合成全息术
一、3600合成彩虹全息术 二、动态合成全息术
三、数字合成全息术
28
第九章
第3节
合成全息术
一、3600合成彩虹全息术
狭缝宽度 a：大小适度，3~10mm
像点距离 z0: z0=0，色模糊为零 即像面全息图 人眼瞳孔D: 越小越好
24
第九章 第2节
彩虹全息图
9.2.3 彩虹全息图像质
• 线模糊
再现光源不是点光源，而引起全息像的模糊
C I c z0 lc
• 衍射受限
人眼的分辨率限度（角分辨率1'）
取I c 0.1mm, 若lc 500mm, z0 5mm则C 10mm
移动观察位置，依次看到不同波长的像，不再
会出现色模糊，于是达到了白光再现的目的。
图10示
第九章 第2节
白光
彩虹全息图
图 示
H
11
第九章 第2节
彩虹全息图
彩虹全息术
1、概述 历史的回顾
1969年 1978年 以后 Benton（本顿）发明了二步彩虹全息 陈选、杨振寰（美籍华人）发明了一步彩虹全息 使方法简化，噪声降低 为扩大视场角、降低噪声，众多技术相继出现
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四、动态合成全息术举例
反射型 H2 的记录
R2 H2
x H1
y
R1* 动态反射全息图 H2 的记录原理示意图 The principle diagram for Recording the hologram H2
彩虹全息的发展与应用
Dennis Gabor
• 1948年：英籍匈牙利科学家Gabor发明全 息术，获诺贝尔物理学奖。
• 1962年：美国科学家Leith、Upatnieks和 Denisyuk分别发明了离轴全息和反射全息， 实现了三维物体的波前再现。
• 1962-1969：围绕降低成本，实现明亮的白 光再现全息图掀起了第一轮显示全息研发 高潮，出现了第一批热衷于显示全息的科 学家、工程师和艺术家。
虹光 息虹虹虹虹虹
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法
展用
类
发
彩虹全息
•
彩虹全息是一种
用白光再现的全息，
特点是再现像的色彩
随观察角度而变化有
如虹一样，故称彩虹
全息。
彩虹全息拍摄方法
分二步： • 用普通方法拍摄一张透射全息图，以此全
息图作为物； • 用一束逆平行于原始参考光的光再现实像，
• 2）彩虹全息图的应用
由于全息图的色块组 合是随机编码的，即使同 一设备也难制出完全相同 的全息模板，因此彩虹全 息图像已广泛应用制作防 伪标签，也可将全息图直 接转印到纸品上，现已广 泛用于票证，商标，信用 卡等商品的防伪上。
• 3）彩虹全息防伪的发展
•
我国将激光全息技术用于防伪始于80年代，
• 3）第三代加密全息图像防伪技术
1.激光阅读 2.光学微缩 3.低频光刻 4.随机干涉条纹 5.莫尔干涉加密
• 4）第四代激光全息防伪技术
1.组合全息图 2.真三维全息图
彩虹全息研究应用
• 1）彩虹全息纸、专版全息纸
彩虹全息实验
目录1 实验目的 (1)2 实验原理 (1)3 实验仪器 (3)4 实验内容 (3)4.1 一步彩虹全息真像纪录 (3)4.2 方孔一步彩虹全息像的再现 (4)5 实验结果 (4)6 实验总结 (5)7 感想体会 (6)8 参考文献 (6)方孔一步彩虹全息实验研究1实验目的1、了解像全息白光再现的原理及一步彩虹全息和像面全息的原理。
2、掌握一步彩虹全息图制作方法。
3、了解像面全息实验方法。
2 实验原理像面全息图的拍摄用成像系统使物体成像在全息底板上，在引入一束与之相干的参考光束，即成像面全息图，它可用白光再现。
再现象点的位置随波长而变化，其变化量取决于物体到全息平面的距离。
像面全息图的像（或物）位于全息图平面上，再现像也位于全息图上，只是看起来颜色有变化。
因此在白光照射下，会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。
彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像，使观察者通过狭缝像来看物体的像，以实现白光再现单色像。
一步彩虹全息图的记录光路是在三维照相的光路中，在记录干板与物体之间插入一个成像透镜和一个水平狭缝，把物体和狭缝的像一次记录下来，由于狭缝放置的位置不同，一步彩虹全息图的记录光路有两种；一种是赝像的记录光路，一种是真像记录光路。
赝像记录原理如图1所示。
狭缝紧贴成像透镜后面放置，成像透镜只对物体成实像对狭缝不成实像，狭缝位于透镜焦点之内在焦点外成虚像。
用会聚光作参考光。
图1 一步彩虹全息赝像记录原理图图2 一步彩虹全息真像记录原理图真像记录原理如图2所示，狭缝和物体O均放在透镜L的焦点以外，狭缝位于物体和透镜之间。
成像透镜对物体和狭缝均成实像，二者的像均在透镜的另一侧，物体的实像和狭缝的实像分别成在记录干板的前边和后边，物体的像离全息干板近一些。
图3为彩虹全息真像纪录的参考光路。
图3 彩虹全息记录光路S：激光器 SF：扩束镜 BS：分束镜 L1：成像透镜M1、M2：放射镜 O：物体 H：全息干板 S1：狭缝两种记录光路所拍摄的彩虹全息图，如用记录时的单色光再现，可以通过再现出的狭缝实像观察到所记录物体的明亮虚像（如图4）。
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导师：张子云
一、全息术的发展 英籍匈牙利科学家丹尼斯· 盖伯 (Dennis Gabor)发明了全息术 1961～1962年，E.N.利思等人对 伽柏全息图进行了改进，引入" 斜参考光束法"一举解决了"孪生 像"问题，用氦氖激光器成功地 拍摄了第一张实用的激光全息图 1969年本顿(Benton)发明了二步 彩虹全息术，掀起以白光显示 为特征的全息三维显示新高潮。 hsuan chen和F.T.S.Yu提出的一 步彩虹全息 Stephen Benton - Pioneer of modern holography
四、彩虹全息实验 彩虹全息实验一
实验编 号 曝光时 间 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
120s 130s 140s
150s 160s 170s 180s 190s 200ss 210s
实验结 果
差
良
良
优
优
优
良
良
良
差
在当前实验参数下，肉眼观察显示150s左右拍摄的全 息图效果最佳，且从120s到150s，全息图再现像质量 递增；而从170s到210s，全息图再现像质量递减。
彩虹全息
一步彩虹全息
和
二步彩虹全息
的比较：
1）一步彩虹全息制作简单，噪声小，但视场较小； 2）二步彩虹全息制作复杂，噪声较大，但视场大。
彩虹全息图的特点： 1）可以用白光再现； 2）再现像呈现彩虹状的彩色，但再现像的色彩与原物体的 色彩无关，而仅与再现照明光包含的波长组分有关。 例如：用白炽灯照明和用日光灯照明，得到的彩虹效 果有很大差异。 3）彩虹全息属于假彩色全息。
五、总结
• 彩虹全息是一种用途广泛的全息术，目前已经广泛的 应用于产品包装，商标的印刷，以及办公多媒体。然 而彩虹全息至今的应用仍局限于实验室和部分工业方 面，在民用方面仍然需要很长时间的发展，这源于彩 虹全息对实验环境的要求较高，需要稳定的实验平台 ，相干性较好的光源，需要避免实验过程中杂光的干 扰，所以目前彩虹全息还是激光记录，白光照明再现 。学界一直在寻求白光记录，白光再现的方法，相信 随着科研人员的不懈努力，彩虹全息技术会有新的突 破。当然我们也明白，彩虹全息的问题远远没有讨论 完，依然有许多复杂的问题有待我们去发现和解决。 这也是科学让我们为之着迷的秘密所在。
彩虹全息
彩虹全息图
五、彩虹全息的应用
1、彩虹全息防伪 • 面额：20英镑 国家：英国 最新版20英镑面值的钞票有一个显著的全息条 。一旦将钞票倾斜，全息条上的图像能在英镑 标志和数字"20"之间来回转换。
伪世 造界 的上 钞最 票难
2、彩虹全息多媒体平台
2014年BBAMS音乐盛 典上实现了已故巨星迈 克尔· 杰克逊 （MichaelJackson）在 舞台上的表演，据闻也 是应用了这种技术，取 得了极好效果。
全息图不过是一个记录了物体光波振幅和位相信息的复杂光栅， 光栅条纹的位置编码了物体光波的位相 0 x, y ， 光栅的反衬度码 了物体光波的振幅 O0 x, y ，这样一来就将物体的位相信息记录到 了全息干板上。
三、彩虹全息术
1、什么是彩虹全息术？ 彩虹全息是利用记录 时在光路的适当位置 加狭缝，再现时同时 再现狭缝像，观察再 现像时将受到狭缝再 现像的限制。
六、致谢
• 学友情深，情同兄妹。四年的风风雨雨， 我们一同走过，充满着关爱，给我留下 了值得珍藏的最美好的记忆 • 非常感谢参加答辩的各位老师 • 特别感谢张子云老师在毕业论文上给了 我巨大的帮助与鼓励，使我能够顺利完 成毕业设计，在此表示衷心的感激。
道一声珍重，说一声再见
影视剧出现的全息影像
当白光照明再现时，对不同颜色的光，狭缝和物体 的再现像位置都不同，不同位置将看到不同颜色的 像，颜色的排列顺序与波长顺序相同，犹如彩虹。
彩虹全息光路图
1、主要组成：He-Ne激光器，定时光栅，小孔扩束 镜，半透半反镜，反射镜，狭缝，透镜
彩虹全息
用激光拍摄
激光 O S R
记 录
彩虹全息 彩虹全息实验二
实验编号
1 2 3 4
狭缝数量
1 2 3 4
单缝宽度
6mm 3mm 2mm 1.5mm
实验结果
成像质量较差， 像较暗淡 成像质量一般， 像较为明亮 成像质量较好， 像明亮清晰 成像质量好，像 明亮清晰
四次实验中，均保持狭缝的总宽度为6mm不变，通过 更改单缝的数量和宽度来探究不同点，综合实验结果 及对再现象的光能量与色模糊理论分析,得到用多缝拍 摄再现象比单缝更明亮的结论。
二、全息术的原理
物光与参考光的相干干涉： O x, y O0 x, y exp j0 x, y R x, y R0 x, y exp jr x, y 2 I x, y O x , y R x , y O x , y R x , y O x , y R x , y
2 O0 x, y R02 x, y 2O0 x, y R0 x, y cos 0 x, y r x, y
S’
z
L 通过激光干涉记录下物体的振幅 信息和物体的位相信息
O’
H
彩虹全息
用白光再现（共轭光）
R2* (白光) H2 彩 虹 像 红黄 绿蓝 紫
再 现
狭缝像
彩虹全息实验平台
图片说明： (1) He-Ne激光器控制器；(2) He-Ne激光器：632.8nm， 1.5mW，含电源；(3) 衰减器；(4) 半透半反镜；(5) 反射镜； (6) 双凸透 镜：Φ40mm，f150mm；(7) 扩束镜系统：40倍扩束镜，15um真空滤波 镜；(8) 狭缝：可调节缝宽；(9) 全息干板；(10) 500kg防震试验台。
4、彩虹全息包装
用光致抗蚀刻剂的感光片， 即得一张浮雕型位相全息图， 制作彩虹全息图的母版。然 后用真空镀膜或化学电镀方 法，在母版表面镀上层很薄 的金属膜，再电镀上适当厚 度的镍或其他金属，做成一 机械 性能良好的模压金属板。 将此板装在压印机上，热压 聚酯类塑料薄膜，把浮雕型 全息图压印在薄膜上，最后 在薄膜上再真空蒸镀一层铝 膜，便制成全息包装材料。 360o的观察范围内会出现放 射状、环状、螺旋状等光点 的组合与变换，动感极强。
2010年3月9号晚间世嘉公 司举办了一场名为“初音 未来日的感谢祭”“初音 之日”的初音未来所谓的 全息投影演唱会。投影机 直接背投在全息投影膜。
3、彩虹干涉测量
空间频率不仅与波长有关，而且还与角度有关系，当波 长或者角度改变时，甚至于波长与角度同时改变时，就会 导致空间频率的改变，利用这个原理，科学家们研制出了 多狭缝彩虹全息干涉仪，相比于其他的干涉仪，多狭缝彩 虹全息干涉仪拥有易操作，易识别和抗干扰能力强等优点 ，干涉测量一般不需要大视场，因此一步彩虹全息技术可 广泛应用于全息干涉测量方面。