大学物理实验实验30 全息照相实验
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I (O R)(O* R* ) OO* RR* OR* O*R IO I R OR* O*R IO I R O R exp[i(O R )] O R exp[i(O R )] IO I R 2 O R cos(O R )
பைடு நூலகம்
在遮光条件下，把底片稳定放置在支架上。底片药面要迎着光。
启动曝光定时器，曝光拍摄。最后暗室冲洗，包括显影、定影和 漂白，其操作方法和普通照片冲洗完全相同。
观察再现虚像。将制得的全息片放回到底片架上（药面向光）， 用再照光照明，观察再现像和共轭像（注意观察角度）。
注意事项
不要直视激光，以免损伤眼睛！
不要接触高压电源及电极，以免触电！
光学元件严禁用手触摸！切轻拿轻放！ 因磁座有较强磁场，不要戴手表操作！ 漂白液有毒，不要弄到手上、身上和桌上！
思考题
简要总结全息照相与普通照相的区别。
为了得到一张较高衍射效率的漫反射全息图，实验技术 上应注意哪些问题？
全息照相所用干板的分辨率为什么要求很高?
实验原理
全息照片的再现 如图，在全息片上每一组干涉条纹都可 看成一个光栅，当用再现光照射时，由无数 组光栅的衍射波叠加而成的+1前进的方向正 是记录时物光的入射方向，即形成了物光的 实际再现光波，从而看到一个没有畸变的与 原物完全一样的三维物体虚象；零级衍射波 是直接透过的再照光，它不能成像；-1级衍 射光波与原物光波的共轭光波成比例，它是 一束会聚光。采用原参考光的共轭光波作再
照光，会形成原物的共轭实像。
实验内容与步骤
安排光路。要求参考光的光程与物光光程基本相等；且参考光和 物光照射到底片上时的夹角不能过大（大约 30 °），且要保证它 们在底片上较好迭加。 光路安排好后，在放底片的位置处，比较物光与参考光的光强， 使其比例大约在1:2至1:7之间（物光不可太强）。以保证底片的振 幅透射率和曝光量成线性关系。
实验原理
全息照片的拍摄 ——物光与参考光在感光板上的干涉
物光波复振幅可表示为
O( x, y, z )exp[iO ( x, y, z)]
参考光复振幅可表示为
R( x, y, z )exp[iR ( x, y, z )]
漫反射全息照相光路示意
在感光干板上的总光场是二者的叠加， 复振幅为 O R ，光强分布为
为什么漫反射全息照相再现像时要采用制作全息片时所 用的参考光作为再照光？而不能用白光再现？
实验仪器
光学平台、全息光学系统（ He-Ne激光器、曝光 定时器、分束镜、反射镜、扩束镜、干板架、载物台 等）、洗相设备。
实验原理
全息照相以激光为光源，利用光的干涉原理，将与物光
相干的参考光束（R）和物光（O）在干版上迭加，以干涉条 纹的形式把物光的振幅、位相记录在感光干版上。从被摄物 体上同一点所发出的物光束可摄到干版的不同区域处，则物 光到达各区域的位相不同、与参考光的夹角不同，振幅不同， 因而在各区域形成疏密不同、形状不同、反差不同的干涉条 纹。这些光波迭加在一起就形成了全息图。
全息照相实验
物理实验教学中心
实验背景
全息照相是60年代发展起来的一门新技 术，这是一种通过一定手段再现出物体的立 体图像的照相术。全息照相被广泛用于立体 显示、干涉计量、全息显威术、信息处理、 生物医学、无损检验与探伤、全息防伪等方 面。
实验目的
了解全息照相的基本原理和特点。 掌握激光全息照相的拍摄技术。 学会全息图片的再现和观察方法。
实验原理
IO 、 I R 分别为物光与参考光独立照射到干板上时的光强，
这两项在干板上与位置的关系不明显，基本均匀，在全息记 录中不起主要作用。而 OR* O*R 2 O R cos(O R ) 为干涉项， 可见干涉项产生的是明暗以 (O R ) 为变量按余弦规律变换 的干涉条纹。 由于这些干涉条纹在底板上各点的强度决定于 物光波（及参考光）在各点的振幅和相位，因此底板上就保 留了物光波的振幅与相位分布信息。 由此就可以推知物光波 会聚点的位置，当我们观察全息图的再现波前时，看到的将 是与原物不可分辨的立体像。
பைடு நூலகம்
在遮光条件下，把底片稳定放置在支架上。底片药面要迎着光。
启动曝光定时器，曝光拍摄。最后暗室冲洗，包括显影、定影和 漂白，其操作方法和普通照片冲洗完全相同。
观察再现虚像。将制得的全息片放回到底片架上（药面向光）， 用再照光照明，观察再现像和共轭像（注意观察角度）。
注意事项
不要直视激光，以免损伤眼睛！
不要接触高压电源及电极，以免触电！
光学元件严禁用手触摸！切轻拿轻放！ 因磁座有较强磁场，不要戴手表操作！ 漂白液有毒，不要弄到手上、身上和桌上！
思考题
简要总结全息照相与普通照相的区别。
为了得到一张较高衍射效率的漫反射全息图，实验技术 上应注意哪些问题？
全息照相所用干板的分辨率为什么要求很高?
实验原理
全息照片的再现 如图，在全息片上每一组干涉条纹都可 看成一个光栅，当用再现光照射时，由无数 组光栅的衍射波叠加而成的+1前进的方向正 是记录时物光的入射方向，即形成了物光的 实际再现光波，从而看到一个没有畸变的与 原物完全一样的三维物体虚象；零级衍射波 是直接透过的再照光，它不能成像；-1级衍 射光波与原物光波的共轭光波成比例，它是 一束会聚光。采用原参考光的共轭光波作再
照光，会形成原物的共轭实像。
实验内容与步骤
安排光路。要求参考光的光程与物光光程基本相等；且参考光和 物光照射到底片上时的夹角不能过大（大约 30 °），且要保证它 们在底片上较好迭加。 光路安排好后，在放底片的位置处，比较物光与参考光的光强， 使其比例大约在1:2至1:7之间（物光不可太强）。以保证底片的振 幅透射率和曝光量成线性关系。
实验原理
全息照片的拍摄 ——物光与参考光在感光板上的干涉
物光波复振幅可表示为
O( x, y, z )exp[iO ( x, y, z)]
参考光复振幅可表示为
R( x, y, z )exp[iR ( x, y, z )]
漫反射全息照相光路示意
在感光干板上的总光场是二者的叠加， 复振幅为 O R ，光强分布为
为什么漫反射全息照相再现像时要采用制作全息片时所 用的参考光作为再照光？而不能用白光再现？
实验仪器
光学平台、全息光学系统（ He-Ne激光器、曝光 定时器、分束镜、反射镜、扩束镜、干板架、载物台 等）、洗相设备。
实验原理
全息照相以激光为光源，利用光的干涉原理，将与物光
相干的参考光束（R）和物光（O）在干版上迭加，以干涉条 纹的形式把物光的振幅、位相记录在感光干版上。从被摄物 体上同一点所发出的物光束可摄到干版的不同区域处，则物 光到达各区域的位相不同、与参考光的夹角不同，振幅不同， 因而在各区域形成疏密不同、形状不同、反差不同的干涉条 纹。这些光波迭加在一起就形成了全息图。
全息照相实验
物理实验教学中心
实验背景
全息照相是60年代发展起来的一门新技 术，这是一种通过一定手段再现出物体的立 体图像的照相术。全息照相被广泛用于立体 显示、干涉计量、全息显威术、信息处理、 生物医学、无损检验与探伤、全息防伪等方 面。
实验目的
了解全息照相的基本原理和特点。 掌握激光全息照相的拍摄技术。 学会全息图片的再现和观察方法。
实验原理
IO 、 I R 分别为物光与参考光独立照射到干板上时的光强，
这两项在干板上与位置的关系不明显，基本均匀，在全息记 录中不起主要作用。而 OR* O*R 2 O R cos(O R ) 为干涉项， 可见干涉项产生的是明暗以 (O R ) 为变量按余弦规律变换 的干涉条纹。 由于这些干涉条纹在底板上各点的强度决定于 物光波（及参考光）在各点的振幅和相位，因此底板上就保 留了物光波的振幅与相位分布信息。 由此就可以推知物光波 会聚点的位置，当我们观察全息图的再现波前时，看到的将 是与原物不可分辨的立体像。