光全息照相实验报告

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光全息照相实验报告

光全息照相实验报告

实验报告实验三十四全息照相物理学院1300061311二下 6 组 03 号 2015.4.15一. 实验目的1•了解全息照相的基本原理;2•学习全息照相的实验技术,拍摄合格的全息图;3 •了解摄影暗室技术.二. 实验仪器光学平台,He-Ne 激光器及电源,快门及定时曝光器,扩束透镜,反射镜和 分束器,光功率计,全息底片,被摄物体,显微镜,暗室技术使用的设备.三. 实验原理全息照相中所记录和重现的是物光波前的振幅和相位,即全部信息,这是全 息照相名称的山来•但是,感光乳胶和一切光敬元件都是“相位盲S 不能直接记 录相位•必须借助于一束相干参考光,通过拍摄物光和参考光的干涉条纹,间接 记录下物光的振幅和相位•直接观察拍好的全息图,看不到像•只有照明光按一定 方向照在全息图上,通过全息图的衍射,才能重现物光波前,使我们看到物的立 体像•故全息照相包括波前的全息记录和重现两部分内容。

下面是透射式全息照 相原理。

1•全息记录如果将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来,那就记录了底片所在位 置物光波前的振幅和相位物光一点发出的球面波波前:〃0(如刃=人(忑y )exp [诫)(兀y )]参考光波前: 则底片上总复振幅:光强分布:Ig) = UU感光底片在曝光后经显影和定影等暗室技术处理,成为全息图•适当控制曝光 量〜 2兀匕(兀 y) = A r exp[/ — ysina]Ug y) = U Q (x.y)+U r (x, y)及显影条件,可以使全息图的振幅透过率:与曝光量E(正比于光强1)成线性关系,即心,刃=山一例(九y)1)一个很好的相干光源,本实验用的氨氛激光器,相干长度约为20cmo为保证物光和参考光之间良好的相干性,要尽可能使两束光光程相等。

2)保证全息照相所用系统的稳定性。

尤其是曝光的3-4秒内,千万要保持台面的稳定。

3)高分辨率的感光底片,本实验用的感光底片分辨率为3000条/mm。

全息照相的实验报告

全息照相的实验报告

全息照相的实验报告全息照相的实验报告引言:在现代科技的快速发展中,全息照相作为一种新兴的图像记录技术,引起了广泛的关注和研究。

本实验旨在通过实际操作,了解全息照相的原理、方法和应用,并探讨其在科学研究和工程领域中的潜在应用价值。

一、实验目的本次实验的主要目的有以下几点:1. 了解全息照相的基本原理和技术;2. 掌握全息照相的实验操作方法;3. 分析全息照相的优点和局限性;4. 探讨全息照相在现实生活和科学研究中的应用前景。

二、实验装置和步骤1. 实验装置:本次实验所使用的全息照相装置包括激光器、分束镜、物镜、参考光源、全息板等。

2. 实验步骤:(1)调整激光器和参考光源的位置,使其尽可能稳定;(2)将待拍摄的物体放置在全息板前方适当位置,并固定;(3)调整物镜位置,使物体的全息图像清晰可见;(4)打开激光器,使其发出一束单色、相干的激光;(5)用分束镜将激光分为两束,一束为参考光,另一束为物光,分别照射到全息板上;(6)关闭激光器,取下全息板;(7)将全息板放置在光学显影液中显影;(8)用显影液洗净全息板,使其干燥。

三、实验结果与讨论通过实验操作,我们获得了一张全息照片,并对其进行了分析和讨论。

1. 全息照片的特点:全息照片具有以下几个显著特点:(1)全息照片能够记录物体的全息信息,包括形状、光学特性等;(2)全息照片具有立体感,观看时可以从不同角度获得不同的视角;(3)全息照片具有高分辨率和高信息密度,能够保留更多的细节;(4)全息照片可以长时间保存,不易损坏。

2. 全息照相的应用:全息照相在科学研究和工程领域中具有广泛的应用前景,例如:(1)全息显微镜:通过全息照相技术,可以获得具有高分辨率的三维显微图像,有助于生物学和医学研究;(2)全息光学元件:全息照相可以制作出各种光学元件,如全息光栅、全息透镜等,用于光学通信、光学计算和光学存储等领域;(3)全息显示技术:全息照相可以实现真实感和立体感更强的显示效果,有望应用于虚拟现实、增强现实等领域。

全息照相大学物理实验总结6篇

全息照相大学物理实验总结6篇

全息照相大学物理实验总结6篇第1篇示例:全息照相是一种利用光的干涉原理来记录和重现三维物体形态的技术。

在物理实验中,全息照相常常被用来展示光的波动性质、干涉现象以及光的衍射特性。

通过对全息照相的实验,我们可以更好地理解光的性质和物理规律。

在进行全息照相实验时,我们首先需要准备一块全息记录板和一个激光光源。

将三维物体放置在激光的光路上,并将全息记录板放置在物体后方适当的位置上。

然后打开激光光源,让光线照射到物体上,经过反射或透射后,光线通过全息记录板并记录下物体的三维信息。

实验中最重要的部分是照相过程,通过调整全息记录板和光源的位置,确保光线正确定位并记录下物体的干涉模式。

照相完成后,我们可以用激光光源再次照射全息记录板,这时会出现全息照相的重现效果,即我们可以看到物体的三维形态在全息图上精确还原。

通过全息照相实验,我们可以观察到光的波动性质。

根据干涉原理,当激光光线照射到物体表面时,光线会发生干涉现象,形成明暗交替的干涉条纹。

这些干涉条纹记录下了物体的表面形态信息,进而被全息记录板保存下来。

在重现过程中,光线再次照射到全息记录板上,干涉条纹会产生叠加效应,使得物体的立体形态得以重现。

全息照相还可以展示光的衍射特性。

当光线通过物体的边缘或孔隙时,会发生衍射现象,产生波纹状的光斑。

这些衍射图样也会被全息记录板记录下来,使得在全息图中可以清晰地看到物体的细微结构和表面特征。

全息照相是一种非常精密和高级的光学技术,通过实验可以更好地理解光的波动性质、干涉现象和衍射特性。

通过对全息照相的学习和实践,我们可以更深入地了解光的行为规律,为日后的光学研究和应用打下坚实的基础。

希望以上内容能对大家有所帮助,谢谢阅读!第2篇示例:全息照相大学物理实验总结全息照相是一种利用光的干涉原理来记录物体三维形状的技术,广泛应用于科学研究、医学成像、艺术创作等领域。

在物理学实验中,全息照相也是一个重要的实验项目,通过全息照相实验可以深入理解光的波动性和干涉原理,提高学生对光学现象的认识和理解。

全息照相实验报告_2

全息照相实验报告_2

西安交通大学高级物理实验报告课程名称:高级物理实验实验名称:光全息照相系列实验第1 页共6页系别:实验日期:2014年12月9日姓名:班级:学号:实验名称:光全息照相系列实验一、实验目的:1.了解全息照相基本方法和原理。

2.掌握拍摄全息图的实验方法。

二、实验仪器:全息台、He-Ne激光器及电源、分束镜、全反射镜、扩束透镜、曝光定时器、全息感光底板等。

三、实验原理:1.全息照片的拍摄:全息照片是利用光的干涉原理将光波的振幅和相位信息同时记录在感光板上的过程。

两列相干光波,一列直接来自于激光源,另一列通过物体反射,分别入射到感光板上,由于二者是相干光,所以在感光板上干涉形成明暗相间的干涉条纹,感光板上的光强分布及干涉条纹间距与光的振幅和相位都有关,这样就不仅能记录物体的颜色,还能够记录物体的位置远近等信息。

2.物体的再现:由于全息照相在感光底板上形成的是干涉图样,所以观察全系照片时必须用和与原来参考光完全相同的光束去照射,称为再现光。

再现过程是干涉图样的衍射过程。

3.全息照相的特点:全息照相是利用光的干涉和衍射原理,而普通的照相则是利用广德透镜成像原理;全息照片上的每个点都记录了整个物体的信息,因此全息照片具有可分割的特点;由于全息照片记录了物光的全部信息,所以再现出的物体的象是一个与被摄物体完全相同的三维立体象。

四、实验任务环境温度:18.5℃。

1.激光全息图的拍摄(1)按照如图所示的光路图调节实验仪器(各仪器之间距离如图所示),注意所有的透镜光轴应基本在同一水平线上并与激光光束平行;参考光和物光的光程46.0+95.0=141.0cm=92.5+27.5+21,光程差为0.(2)曝光;在周围环境尽量安静黑暗的情况下开始,打开激光发射器月一秒钟关闭。

(3)显影:浸泡时间约为1分钟。

显影液配方:蒸馏水500ML、米土尔2g、无水亚硫酸钠90g、对苯二酚8g、无水碳酸钠48g.(4)清洗;(5)定影:浸泡时间约为三分钟。

全息摄影实验报告

全息摄影实验报告

全息摄影实验报告
实验目的:
探究全息摄影的基本原理,并通过实验验证全息摄影的可行性
和真实性。

实验原理:
全息摄影主要是利用干涉现象的原理,通过光的衍射来记录和
再现物体的三维形态。

实验所使用的激光是一束相干光,通过分
光镜分成两束,一束用来照射物体,称为物光;另一束照射在照
相底片上,称为参考光。

两束光相交形成干涉条纹。

干涉条纹上
的每个点记录了物光和参考光相交时的相位差,因此通过这些点
可以重构物体的三维图像。

实验步骤:
1. 选取实验所需物品,并分别进行编号。

2. 准备实验所需材料,包括激光器、分光镜、光阑、光学元件、相机、照相底片等。

3. 搭建全息摄影实验装置,确保激光的稳定和均匀。

4. 进行实验拍摄,包括照射物品和照相底片的曝光时间、移动
速度和距离等参数的控制。

5. 进行显影和定影等后续处理。

实验结果:
通过实验得到的全息摄影图像可以清晰地重构出物品的三维形态,具有非常高的真实度。

在实验过程中,我们也注意到干涉条
纹的密度对图像的清晰度有很大的影响,密度越高,图像越清晰。

实验结论:
全息摄影是利用光学原理重构物体的三维形态的高科技技术,
具有很高的应用价值。

该技术广泛应用于光学、材料科学以及工
业制造等领域。

通过本次实验,我们初步了解了全息摄影的基本
原理和实验过程,也感受到了全息摄影技术的惊人魅力。

全息照相实验报告

全息照相实验报告

全息照相实验报告(2)全息照相实验报告干长度, 否则两者不能相干, 无法在全息干板上获得干涉条纹。

(2) 参考光和物光的夹角的影响。

假如全息干板上干涉条纹的间距为d, 光源波长为λ。

根据干涉原理, d 与参考光和物光之间的夹角θ有关, 而干板分辨率η 与d 有关。

可以看出, θ角愈大, 所记录的干涉条纹就越细, 对干板的分辨率要求越高,故夹角θ不能太大。

而夹角θ对全息图再现象时的观察窗(视角) 有影响, 夹角大, 可在较大范围内从不同角度观察物象, 反之, 观察窗则小, 因此夹角θ也不能太小。

(3) 参考光和物光的光强比的影响。

全息照相是物光与参考光的双光束干涉. 对于一般双光束干涉来说, 如果2束光的光强相同, 干涉条纹可得到最大的对比度, 这对一般线性接受元件是合适的。

而对全息照相的记录介质来说, 曝光量( T) 和振幅(H) 透过率的特性曲线是非线性的, 在曲线两端发生奇变, 如图3所示, 产生较高阶的衍射光,使衍射效率降低。

干板的曝光特性另一方面, 当物光比参考光强, 斑纹比较显著, 产生较大量的晕轮光围绕零级衍射光, 降低了成象的光通量, 致使效率降低。

(4) 全息干板固定不牢或夹持位臵偏差大, 以及把有药面的一面与玻璃面放反, 都会造成实验的失败。

三、曝光与显影对实验结果的影响(1) 曝光时间的影响。

如果曝光时间太短, 底板上条纹太浅甚至没有, 复杂的衍射光栅无法形成, 当然也就无法再现像。

若曝光时间太长, 底板可能太黑, 光线的透过率降低。

另外, 曝光时间越长, 保持系统稳定性越难, 曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败[。

(2) 显影时间的影响。

显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。

若显影时间太长, 全息干板发黑, 光线的透射率降低, 无法再现像; 而显影时间太短, 干板上条纹不能出现, 无法形成复杂的`衍射光栅, 甚至是一块透明玻璃片, 也无法再现像。

改进方法:光路的选择(1)单物光束反射、透射全息照相光路实验装臵如图1、图2所示[2],从激光器S发出的光波被分束镜T分成2束,一束经M1反射和凸透镜扩束后照射在被摄物体上,经物体反射( 图1 ) 或透射( 图2 ) 的光再照射到全息干板P上,这束光为物光波。

全息照片的摄制 实验报告

全息照片的摄制 实验报告

全息照片的摄制实验报告【实验目的】1. 掌握全息照相的原理2. 学习拍摄全息图的技术3. 了解全息照相的特点及全息技术的应用【实验仪器】全息实验台、半导体激光器、分束镜(7:3)、反射镜、扩束镜、载物台、底片夹、被摄物体、全息干板、曝光定时器、显影及定影器材等。

【实验原理】1.背景知识全息照相就是一种能够获得光场相位信息的技术。

全息照相通过将物体反射或散射光(物光)和参考光发生干涉,把来自物体的光波波阵面(物光波前)的振幅和位相信息以干涉条纹的形状、疏密和强度的形式记录在感光的全息干板上,因此保留了光波的全部信息。

在一定条件下,将所记录的全部信息完全再现出来,再现的物像是一个逼真的三维立体像。

2.全息照相的原理设想物体在空间的左侧。

光源照射物体,反射或散射光从物体表面出发,经过中间的平面传播到右侧。

根据惠更斯-菲涅耳原理,右侧的光场可以看成在中间平面的子波源发出的波的叠加。

因此,如果能够用某种方法产生一个光场,它与原始光场在中间平面附近相同(振幅和相位都相同),那么它向右传播,会在右边产生一个和原来的光场完全一样光场。

这时从右侧向左看过去,感觉和看一个实物没有任何区别。

全息照相就是通过复制一个面的光场达到复制空间光场的目的。

全息照相分为透射式全息和反射式全息两种。

透射式全息:由激光器发出激光束,通过分束镜BS 一分为二,其中透射光经反射镜M1反射和扩束镜L1扩束后照射到被摄物体上,然后经物体表面反射,照射到全息干板H 上,这束光称为物光。

而反射光经反射镜M2反射、扩束镜L2扩束后,直接照射到干板H 上,这束光称为参考光。

普通物理实验讲义2020 北京师范大学物理实验教学中心- 131 - 物光和参考光在干板H 上叠加,干涉形成明暗有规律的图样,干板上的感光介质可以记录下来这些图案。

反射式全息:其原理与透射式全息照相类似。

其特点是记录时物光和参考光分别从干板的前后方入射,再现时从干板的反射光看回去可以看到拍摄物。

全息技术照相实验报告

全息技术照相实验报告

一、实验目的1. 了解全息技术的基本原理和拍摄方法。

2. 掌握全息技术拍摄过程中的操作技能。

3. 通过实验,观察全息图像的再现效果,加深对全息技术原理的理解。

二、实验原理全息技术是一种记录和再现光波振幅和相位信息的照相技术。

其基本原理是利用光的干涉和衍射现象,将物体光波和参考光波进行干涉,形成干涉条纹,将干涉条纹记录在感光材料上,从而获得全息图像。

当用激光照射全息图像时,由于干涉条纹的存在,光波发生衍射,从而再现出物体的三维立体图像。

三、实验仪器与材料1. 全息实验台2. 半导体激光器3. 分束镜4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 底片夹8. 被摄物体9. 全息干板10. 曝光定时器11. 显影及定影器材四、实验步骤1. 搭建实验装置:将全息实验台、半导体激光器、分束镜、反射镜、扩束镜等仪器连接好,确保光路畅通。

2. 调整光路:根据实验要求,调整光路参数,使物光束和参考光束满足干涉条件。

3. 拍摄全息图像:a. 将被摄物体放置在载物台上,调整物体位置,确保物体与全息干板之间的距离适中。

b. 开启激光器,调节曝光时间,使全息干板充分感光。

c. 拍摄全息图像,记录曝光参数。

4. 显影及定影:将拍摄好的全息干板进行显影和定影处理,以增强图像质量。

5. 观察全息图像:a. 用激光照射全息图像,观察再现效果。

b. 从不同角度观察全息图像,比较立体效果。

五、实验结果与分析1. 通过实验,成功拍摄出全息图像,并观察到再现的三维立体效果。

2. 实验过程中,调整光路参数和曝光时间对全息图像的质量有很大影响。

合适的参数可以使全息图像更加清晰、立体感更强。

3. 全息技术在艺术、防伪、光学测量等领域具有广泛的应用前景。

六、实验总结本次实验使我们对全息技术的基本原理和拍摄方法有了深入的了解,掌握了全息图像的再现效果。

在实验过程中,我们学会了调整光路参数和曝光时间,提高了实验技能。

全息技术在现代社会具有广泛的应用价值,通过本次实验,我们对全息技术有了更加浓厚的兴趣。

全息照相大学物理实验总结8篇

全息照相大学物理实验总结8篇

全息照相大学物理实验总结8篇篇1引言全息照相技术是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维图像的技术。

在大学物理实验中,我们通过实验操作,对全息照相技术有了更深入的了解和掌握。

本文将对全息照相的实验过程进行总结,并分析实验结果及结论。

一、实验原理全息照相的原理是利用光的干涉和衍射原理,通过记录物体发出的光波的振幅和相位信息,再利用这些信息还原出物体的三维图像。

在实验中,我们需要使用激光器发出激光,照射到物体上,物体反射的光波会携带物体的振幅和相位信息。

这些信息会被记录在全息胶片上,形成全息图。

二、实验步骤1. 准备实验器材:包括激光器、全息胶片、支架、物体(如字母表、小物件等)。

2. 安装激光器:将激光器固定在支架上,调整激光器的角度和位置,使其发出的激光能够照射到物体上。

3. 放置全息胶片:将全息胶片放置在激光器和物体之间,调整全息胶片的位置和角度,使其能够记录物体发出的光波信息。

4. 照射物体:打开激光器,照射物体,使物体反射的光波照射到全息胶片上。

5. 记录全息图:当全息胶片记录足够的光波信息后,关闭激光器,并将全息胶片取出保存。

6. 再现图像:将全息胶片放置在再现台上,利用激光器发出的再现光照射全息胶片,即可观察到物体的三维图像。

三、实验结果及分析1. 全息图记录结果:通过实验操作,我们成功记录了物体的光波信息,形成了全息图。

全息图上的条纹清晰可见,分布均匀。

2. 再现图像结果:当我们使用再现光照射全息胶片时,能够清晰地观察到物体的三维图像。

图像的立体感强,细节清晰可见。

3. 实验误差分析:在实验过程中,可能存在一些误差因素影响实验结果。

例如,激光器的角度和位置调整不准确可能导致光波信息记录不完整;全息胶片的位置和角度调整不准确可能导致图像变形或模糊等。

因此,在实验过程中需要仔细调整实验器材的位置和角度,以获得最佳的实验结果。

四、结论与展望通过本次全息照相大学物理实验,我们深入了解了全息照相技术的原理和实验过程。

大学物理实验实验30 全息照相实验

大学物理实验实验30  全息照相实验
实验原理漫反射全息照相光路示意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expooxyzixyz?参考光复振幅可表示为exprrxyzixyz?在感光干板上的总光场是二者的叠加复振幅为or?光强分布为oriororoorrororiioror???????????expexporororiioriori?????????????2cosororiior???????实验原理oiri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
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。
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 )
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。

全息照相实验报告

全息照相实验报告

全息照相实验报告实验目的1.了解全息照相的基本原理;2.学习全息照相的实验技术,拍摄合格的全息图实验原理一.透射式全息照相1.全息记录将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来,即记录了底片所在位置物光波前的振幅和相位光可看作由物体上各点所发出的球面波的叠加。

P(x0,y0,z0)发出的球面波为设感光底片所在平面为z=0,则此平面上物光波前为若参考光为一束平面波,其传播方向在y-z 平面上,且与底片法线成α角,z=0 处参考光波前可表示为底片上总复振幅分布为底片上的光强分布则为以上式得或适当控制曝光量及显影条件,可以使全息图的振幅透过律t与曝光量E(正比于光强I)成线性关系,即式中t0和β为常数。

全息照相和普通照相的区别:(1)普通照相中,物通过透镜成像在底片上,物、像之间有点点对应关系。

全息照相中不用成像透镜,物、像之间不存在点点对应关系。

物上每一点发出的球面波照在整个底片上。

反之,底片上每一点又记录了所有物点发出的光波。

(2)普通照相中,底片记录的是光强分布,而全息底片记录的则是物光和参考光的干涉条纹光强有极大值光强有极小值干涉条纹的反衬度γ定义为对于一定的参考光(Ar为已知),γ取决于A0。

干涉条纹的反衬度γ反映了物光振幅A0,而干涉条纹的间距则决定于φ0−φr随位置变化的快慢。

也就是说,对一定的φr来说,干涉条纹的间距和取向反映了物光波前的相位分布φ0(x,y)因此底片记录了干涉条纹,也就是记录了物光波前的全部信息-振幅A0和相位φ0整个物是由无数个点光源所组成,因而整个全息图就是无穷多个球面波与参考波干涉所组成的复杂干涉条纹。

2.物光波前的重现用一束与参考光完全相同(即波长和方向相同)的平面波照在全息图上,则在z=0平面上全息图透射光的复振幅分布为将之前式子代入得到这样,透过全息图以后z=0平面上波前可以分成为上式所表示的三项。

第一项0级衍射,平面波。

第二项+1级衍射,重现了和原来物体发出的光波完全一样的波前,虚像,球面发散波。

全息摄影实验实验报告

全息摄影实验实验报告

全息摄影实验实验报告全息照相实验实验报告物理与光电工程学院光电信息技术实验报告姓名:张皓景学号:20111359069班级:光信息科学与技术专业2011级2班实验名称:全息照相实验任课教师:裴世鑫一、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。

二、实验仪器三、实验装置示意图45底片图1 全息照相光路四、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(全息照相的纪录——光的干涉由光的波动理论知道,光波是电磁波。

一列单色波可表示为:x?Acos(?t???2?r?) (1)式中,A 为振幅,ω 为圆频率,λ 为波长,φ 为波源的初相位。

一个实际物体发射或反射的光波比较复杂,但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加:x??Acos(?it??i?i?1n2?ri?i) (2)因此,任何一定频率的光波都包含着振幅(A)和位相(ωt+φ-2πr/λ)两大信息。

全息照相的一种实验装置的光路如图(1)所示。

激光器射出的激光束通过分光板分成两束,一束经透镜扩束后照射到被摄物体上,再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上,这部分光叫物光。

另一束经反射镜改变光路,再由透镜扩大后直接投射到全息干版上,这部分光称为参考光。

由于激光是相干光,物光和参考光在全息底片上叠加,形成干涉条纹。

因为从被摄物体上各点反射出来的物光,在振幅上和相位上都不相同,所以底片上各处的干涉条纹也不相同。

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。

全息照相实验报告(完全版)

全息照相实验报告(完全版)

实验5.5 全息照相实验分析:在这次光学实验中,拍出来的全息照片图像模糊,而且曝光范围小,基本算失败,对此我觉得我们必然在某处有错误,或者是由于实验仪器造成,因此我展开分析,实验失败原因可能有:1.在曝光过程中有振动或位移,由于全息图上所记录的是参考光和物光的干涉条纹, 而这些条纹非常细, 在曝光过程中, 极小的振动和位移都会引起干涉条纹的模糊不清, 甚至使干涉条纹完全不能记录下来。

2.没有更好的调整好参考光和物光的光程差。

参考光和物光的光程差不能太大也不能太小, 不能大于所用激光的相干长度, 否则两者不能相干, 无法在全息干板上获得干涉条纹。

3.没有更好的调整好参考光和物光的夹角。

假设全息干板上干涉条纹的间距为d, 光源波长为λ。

根据干涉原理, d 与参考光和物光之间的夹角θ关系为, 而干板分辨率η 与d 的关系为。

可以看出, θ愈大, 所记录的干涉条纹就越细, 对干板的分辨率要求越高,故夹角θ不能太大。

而夹角θ对全息图再现像时的观察窗(视角) 有影响, 夹角大, 可在较大范围内从不同角度观察物象, 反之, 观察窗则小, 因此夹角θ也不能太小。

4.光路中使用过多反光镜导致光强过小,从而影响干涉效果。

5.曝光时间没有控制得很好,曝光时间太长, 导致干板太黑, 光线的透过率降低。

C C6.在用清水清洗干版时水温没有严格控制在30-32,影响实验结果。

7.在显影定影时,冲洗时间不够,导致成像范围过小,成像不清晰。

实验结论:实验中获得清晰的再现像的关键是要选用具有良好的相干性和稳定性的激光作为光源。

光路的调整更是至关重要的。

一个好的光路,既要使物光和参考光能够发生干涉,还要保证干涉条纹间隔清晰,反差合适。

所以要首先调整好物光和参考光的光程,以保证干涉能够发生,然后再调整物光与参考光束之间的夹角及物光和参考光的光强比,保证全息照片的清晰度和反差。

另外,在曝光时系统要稳定。

各种白光全息实验报告(3篇)

各种白光全息实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的1. 了解白光全息的基本原理和特点。

2. 掌握白光全息的拍摄方法和实验技术。

3. 研究白光全息再现图像的性质和观察方法。

二、实验原理白光全息是一种利用白光进行全息成像的技术。

它利用白光中的多种波长进行全息记录和再现,从而实现彩色图像的立体显示。

实验原理主要包括以下几部分:1. 光的干涉:全息照相通过干涉原理记录物体的光波信息。

当物体发出的光波与参考光波相遇时,会发生干涉现象,形成干涉条纹。

2. 光的衍射:在全息再现过程中,衍射现象使得光波在特定条件下发生弯曲,从而形成立体图像。

3. 白光特性:白光是由多种波长的光混合而成,因此在全息记录和再现过程中,不同波长的光会产生不同的干涉条纹,从而形成彩色图像。

三、实验器材1. 全息实验台2. 激光器3. 分束镜4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 被摄物8. 快门9. 干板架10. 全息干板11. 显影、定影器材四、实验步骤1. 实验准备:搭建全息实验台,连接实验器材,调整光路。

2. 拍摄全息图:- 将被摄物放置在载物台上。

- 打开激光器,调整光路,使激光束分成物光束和参考光束。

- 将全息干板放置在干板架上,调整其位置,使物光束和参考光束在干板上发生干涉。

- 使用快门拍摄干涉条纹。

3. 显影和定影:将拍摄好的全息干板进行显影和定影处理。

4. 再现图像:- 使用激光器照射全息图,观察再现的立体图像。

- 调整观察角度,观察图像的立体效果。

五、实验结果与分析1. 干涉条纹:在拍摄过程中,成功记录了物体的干涉条纹,表明实验光路搭建正确。

2. 再现图像:在再现过程中,成功观察到了立体图像,表明白光全息技术能够实现彩色图像的立体显示。

3. 图像质量:观察到的立体图像清晰度较高,表明实验操作规范,实验结果良好。

六、实验总结通过本次实验,我们成功掌握了白光全息的基本原理和实验技术。

实验结果表明,白光全息技术能够实现彩色图像的立体显示,具有广泛的应用前景。

全息照相实验实验报告

全息照相实验实验报告

全息照相实验实验报告一、实验目的1.了解全息照相的工作原理;2.学习制作全息照相所需要的基础知识和技术;3.运用已学知识和技术,制作出高质量的全息照片。

二、实验原理全息照相即利用光的干涉、衍射、折射等现象记录并再现物体的全息图像。

全息照相的基本原理是用两束光线照射物体,一束称为物光,照射到物体,另一束称为参考光,不经过物体直接照射到全息记录介质上,两束光经干涉后形成全息图像。

全息图像保存了物体的全部信息,可作为物体的三维图像库进行观察和研究。

三、实验仪器1. 全息照相实验装置2. 全息记录介质:全息板3. 激光器:氦氖激光器4. 其它辅助设备。

四、实验步骤1. 准备相应器材和全息记录介质,将氦氖激光器调节好光的功率和束宽。

2. 调整全息照相实验装置的摆放位置,使得光线照射到物体,将物体放置于全息记录介质和激光器之间。

3. 将激光器调节到最适合的波长,对全息记录介质进行照明。

4. 调节两组光线的方向和位置,使得两束光线光程差稳定不变。

注意避免发生光程差变化,使光线的干涉相位发生变化。

5. 进行全息照相拍摄并记录。

在全息记录介质上形成干涉条纹,称为全息图像。

6. 将全息图像进行显影并制作成全息照片。

五、实验结果通过本次实验,我们成功制作出了一张高质量的全息照片。

该照片能够清晰地呈现物体的三维效果和细节,能够为我们提供更全面、更真实的物体图像和信息,方便我们进行观察和研究。

同时,也使我们更加深入地了解了全息照相技术的原理和制作方法。

六、实验心得本次实验是我们对全息照相技术的一次实践和尝试,不仅加深了我们对该技术的认识和了解,也让我们更加熟悉了实验中所用到的器材和技术。

通过实际操作过程,我们深刻感受到实验是理论与实践相结合的过程,只有通过实践才能更好地掌握理论知识,反之亦然。

因此,在今后的学习中,我们将更加注重实践操作,充分利用好实验这一重要的学习手段,不断提高自己的实践技能和科学素养。

全息照相大学物理实验总结6篇

全息照相大学物理实验总结6篇

全息照相大学物理实验总结6篇篇1一、实验目的本次大学物理实验的主要目的是掌握全息照相的基本原理、技术及其相关应用。

通过实验操作,加深对波动光学知识的理解,培养实验技能与创新意识。

二、实验原理全息照相是一种利用光的干涉与衍射原理记录物体三维信息的技术。

全息照片上记录着物体光波的振幅与相位信息,通过复现过程,可以再现物体的三维立体图像。

本次实验将通过实际操作,了解全息照相的实验步骤及注意事项。

三、实验步骤1. 准备实验器材:激光器、全息底片、干涉仪、待拍摄物体等。

2. 调整激光器与干涉仪,使其产生相干光束。

3. 将待拍摄物体置于相干光束之间,记录物体光波的振幅与相位信息。

4. 曝光后的全息底片进行显影、定影处理。

5. 在特定的角度与光源下,观察全息照片,再现物体的三维立体图像。

四、实验结果与分析1. 实验结果经过实验,我们成功拍摄了全息照片,并在特定条件下成功复现了物体的三维立体图像。

实验过程中,我们观察到了清晰的干涉条纹,验证了光的干涉现象。

同时,通过对全息照片的再现,验证了全息照相技术的有效性。

2. 实验分析在实验过程中,我们需要严格控制实验条件,如光源的稳定性、干涉仪的调整等。

此外,全息底片的处理也是实验成功的关键。

显影、定影过程中的温度、时间等因素都会影响实验效果。

在实验过程中,我们还需了解全息照相技术的局限性,如拍摄角度、光源波长等对再现图像的影响。

五、实验总结本次大学物理实验让我们深入了解了全息照相的基本原理与技术。

通过实验操作,我们掌握了全息照相的实验步骤及注意事项,验证了光的干涉现象和全息照相技术的有效性。

同时,实验过程中也锻炼了我们的实验技能与解决问题的能力。

在实验过程中,我们需要注意以下几点:首先,要严格控制实验条件,确保实验的准确性;其次,要熟练掌握实验器材的使用,确保实验安全;最后,要善于观察、分析实验结果,得出正确的结论。

通过本次实验,我们不仅学到了全息照相技术的基本知识,还了解了其在实际应用中的价值。

大学全息照相实验

大学全息照相实验

全息照相实验准备报告
1-全息照相的简单原理;
全息记录过程是:把激光束分成两束;一束激光直接投射在感光底片上,称为参考光束;
另一束激光投射在物体上,经物体反射或者透射,就携带有物体的有关信息,称为物光束.物光束经过处理也投射在感光底片的同一区域上.在感光底片上,物光束与参考光束发生相干叠加,形成干涉条纹,这就完成了一张全息图。

2-实验仪器;
红色激光反射仪一台、半反半透光镜一件、分束镜两片、全反光镜两片、载物架一件、屏幕架一个。

3-实验方法;
本实验有透射式全息照相和漫反射全息照相两种方法,本次选择漫反射全息方法。

漫反射全息照相仪器摆设图:
具体步骤如下:
1、调节激光器,使激光预热稳定,按上图安排好光路(注意各个器件的坐标位置)。

2、调整好实验器材后,摆放好待拍照的物体,关闭外界的光源,插入底片,进行拍照。

3、拍摄完毕以后,全息片要经过显影、停影、定影、水漂及晾干等四个步骤以后才能观察再现,整个操作过程均应在暗绿灯下进行,要认真保持清洁。

4、观察拍摄到的全息照片,具体步骤:把照片夹放在激光仪前,使激光束经过分束镜完全照射到照片上,在照片的背光面,逆光可以在多个角度观察到拍照物体的三维虚像。

4-实验注意事项:
1、在整个曝光时间内尽量避免走动及大声说话(全息片上的干涉条文都非常细密,极小的扰动都会使干涉变得模糊,甚至使得干涉条文不能被记录下来)。

2.拍摄完毕以后,全息片要经过显影、停影、定影、水漂及晾干等整个操作过程均应在暗绿灯下进行,而且要认真保持清洁。

3、全息照相要求物光和参考光强度相当,物体以瓷质物体好,漫反射效果好。

软件一班 xxxxxxxxx。

实验7全息照相实验

实验7全息照相实验

A = O0 + R0 C0e iϕC + C0 R0O0e i (ϕC +ϕ0 −ϕR ) + C0 R0O0e i (ϕC −ϕ0 +ϕR )
2 2
(
)
(3)
这就是全息图的再现,也称波前再现的公式,这说明参考光经全息图(光栅)衍射后产生三个光波:式 中第一项代表的是 R 的直接透射部分,沿原来方向传播,即光栅的零级衍射;第二项是正比于物光波 O(x,y),是波前发散形成的物体的虚象,相当于光栅的+1 级衍射象,代表原始像,正是这一光波形成 了与物体完全逼真的三维立体象;第三项正比于 O(x,y)的共轭波阵面,是会聚的波阵面,它表示在虚 象的相反的一侧形成一个实象,是光栅衍射的-1 级衍射象,代表共轭像,这个象如果全息图记录不是 在非常严格的条件下完成,一般会发生畸变,且衍射效率差,不容易观察得到。 为了使全息图上干涉条纹稳定,拍摄时必须具备下列条件:
图 7171-2 全息照片的部分放大图 由图 71-1 中可知,全息照相的记录过程和普通照相不同,它可以不要透镜,因此也称无透镜成像, 而记录过程实质上是一个光波干涉的过程。 用数学公式可以表达如下: 假设 X0Y 为全息照相干版平面,Z 轴垂直于平面,物光和参考光在该平面上分别表示为
R (x , y ) = R0 (x , y )e iϕ R ( x , y )
四、实验内容
(一)全息照相光路调节 1、按图 71-1 的光路摆放好磁性表座和相应的光学元器件,在干板位置上先放置毛玻璃。 2、连接激光器和定时器,打开定时器电源,状态开光置于常开状态。激光输出。 3、取下两个扩束镜,调整分束镜和反射镜的位置和角度,使分束后的两束激光经反射镜后,分 别落在被照物和毛玻璃中心位置,并使从被照物上漫反射回的光尽量照射到干板上, 4、测量两束光的光程,调整光路,尽量使光程相等。 5、放上扩束镜,调整扩束镜的位置,使扩束后的光斑分别照亮被照物和干板,且大小适当,不 互相重叠。 6、挡住参考光束,观察毛玻璃上从被照物漫反射回的光的强度,尽量使漫反射光强一点。 7、将磁性表座上的开关全部置于“ON”位置。 8、在定时器上设定曝光时间,将状态开关置于定时状态,激光灭。取下毛玻璃,换上全息干板。 9、让光学平台稳定 3-10 分钟,按下定时器启动按钮,激光输出,干板曝光。 10、曝光完成后取下干板进行后续处理。 特别注意: 特别注意: (1) 拍摄全息照片是一项非常精细的工作,在进行第 9 步的操作过程中,应避免走动和触摸光学 实验平台。为避免操作定时器时引起的震动,定时器尽量不要放在光学平台上。实验室应尽 量设在一层或地下室,并远离车辆通行的道路等震动原。 (2)物光与参考光两光束的夹角应控制在 30°以内。 (3)从分束镜到记录平面应使参考光和物体中心部位物光的光程尽量相等,由于激光的相干长度 有限。 (4)物体与干版架的距离一般应控制在 20cm 以内,太大会导致物光较弱,不利于记录。
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实验报告实验三十四全息照相
物理学院1300061311
二下 6 组 03 号 2015.4.15
一. 实验目的
1•了解全息照相的基本原理;
2•学习全息照相的实验技术,拍摄合格的全息图;
3 •了解摄影暗室技术.
二. 实验仪器
光学平台,He-Ne 激光器及电源,快门及定时曝光器,扩束透镜,反射镜和 分束器,光功率计,全息底片,被摄物体,显微镜,暗室技术使用的设备.
三. 实验原理
全息照相中所记录和重现的是物光波前的振幅和相位,即全部信息,这是全 息照相名称的山来•但是,感光乳胶和一切光敬元件都是“相位盲S 不能直接记 录相位•必须借助于一束相干参考光,通过拍摄物光和参考光的干涉条纹,间接 记录下物光的振幅和相位•直接观察拍好的全息图,看不到像•只有照明光按一定 方向照在全息图上,通过全息图的衍射,才能重现物光波前,使我们看到物的立 体像•故全息照相包括波前的全息记录和重现两部分内容。

下面是透射式全息照 相原理。

1•全息记录
如果将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来,那就记录了底片所在位 置物光波前的振幅和相位
物光一点发出的球面波波前:
〃0(如刃=人(忑y )exp [诫)(兀y )]
参考光波前:
则底片上总复振幅:
光强分布:
Ig) = UU
感光底片在曝光后经显影和定影等暗室技术处理,成为全息图•适当控制曝光 量及显影条件,可以使全息图的振幅透过率:与曝光量E (正比于光强1)成线性关 系,即
心,刃=山一例(九y )
〜 2兀
匕(兀 y) = A r exp[/ —
ysina] Ug y) = U Q (x.y)+U r (x, y)
上面讨论了物光作为一个点光源所产生的球面波和参考光的干涉•整个物是山 无数个点光源所组成,因而整个全息图就是无穷多个球面波与参考光波干涉所组 成的复杂干涉条纹.
2•物光波前的重现
用一束与参考光完全相同(即波长和方向相同)的平面波照在全息图上,则在 z=0平面上全息图透射光的复振幅分布为
整理后得
O t (X, y ) = [Fo - 0(A ; + 盃)]A r exp[/ 乎 y sin a]
_04;4)exp[i 如
-/X4;4)expl-讷)]cxp[i —2ysin a]
其第一项为0级衍射;
第二项为+1级衍射,经全息图+1级衍射后会重现物的虚像,大小,形状,位 置与原物完全相同;
第三项为・1级衍射,为一汇聚的球面波,成一实像,且有一附加角度变化。

若照明光方向与参考光方向相反,则实像会在原来物的位置上,虚像会有一附 加角度变化。

3•参考光为球面波的全息照相
记录全息图的参考光不一定是平面波,也常用发散的球面波•这时重现的1级 衍射不一定是一个虚像、一个实像,有可能两个都是虚像•另外,重现照明光的 点光源和原参考光点光源必须在相同位置(相对于底片)才能得到无畸变虚像•如 要得到无畸变实像,则应以参考光的共轨光一一束会聚在原参考光点源的会聚光 去照明底片•如果重现时点源位置不同于参考光点源,则重现像的位置不同于原 来物位置,重现像的放大倍数也不等于1 •照明点光源愈远,像愈大;反之,像缩 小. 实验条件
为了照好一张全息图必须具备以下儿个基本条件
1) 一个很好的相干光源,本实验用的氨氛激光器,相干长度约为20cmo 为保 证物光和参考光之间良好的相干性,要尽可能使两束光光程相等。

a •全息记录
b •全息再现
c •共辄光全息再现
2)保证全息照相所用系统的稳定性。

尤其是曝光的3-4秒内,千万要保持台面
的稳定。

3)高分辨率的感光底片,本实验用的感光底片分辨率为3000条/mm。

4)了解和使用显影、定影、冲洗等有关摄影暗室技术。

四. 实验内容
1•设计安排光路
应满足如下要求:
1)经透镜扩展的参考光均匀照在整个底片上,被摄物体各部分也应得到均匀照

2)物光和参考光光程大致相同
3)在底片处物光和参考光的光强比为1:2-1:6
4)物距感光底片约10cm
5)参考光垂直照射底片,参考光与物光夹角约为30度
大致步骤:
1)初步规划光路,放置各元件的大概位置
2)用分束器将激光分光,用透射光(较强)作为物光,用反射光(较弱)作为参考光
3)确定物光光路,并用卷尺测量光程,用此光程确定参考光光路的反射镜位置,调整过程中注意满足上述条件
4)加入两个透镜,将物光和参考光扩展,并注意均匀照明
5)加入快门,设置曝光时间为3-4秒
注:光路的安排搭建对于这个实验非常重要,是决定全息图品质的关键因素,因
此搭建时应仔细规划考虑,尤其注意要满足上述所有条件。

我们组正是因为搭建出好的光路才做出了比较好的全息照片。

实验光路示意图
7.曝光
关上照明灯,取出感光底片并安装,所有人安静后曝光3-4秒,注意曝光时要保持台面的稳定性,不能有人移动,说话。

3.显影定影
将感光底片取下,先在显影液中浸泡约10秒,再在定影液中浸泡约15分钟,最后用清水冲洗一分钟,在吹风机下烘干,光的全息照片制作完成。

4.透射式全息图的重现
五. 实验现象
透射式全息图的重现
1•原位观察虚像:
1)像的位置和物的位置相同,大小相同,正立。

2)从不同位置观察像,可以看到像的不同角度,这和从不同位置观察物体一模一样
3)改变底片与透镜距离,远离时像变大,拉近时像变小。

2.另一个像(-1级衍射像)
从另外一侧可以观察到另外一个像,是倒立的虚像,并且非常大,只能看到被放大的局部。

3.底片翻转180度,用共辄光照射底片
可以观察到两个相,一个是正立,原大小的实像(可以成在光屏上),这个像的位置和本来物的位置关于感光底片对称;另一个是在另外一侧倒立放大的虚像。

对于实验现象的解释
做实验时,实际情况并不是实验原理所说的参考光和再现光都是平面光,而采用的是凸透镜扩展的平面光
因而实际情况为,参考光波前
O r(x9 >') = A r expH0r(x, y)]
根据
0(X, y) = 〃()(X, y)+U r(x y y)
1)参考光和再现光相同时,可以推得
O t(X, y) = [r0 - 0(A: + A;)H exp[讷.] 一血:4)
exp[讷,]
- M2 A)exp[-讹]exp ⑵ 0」
其中
可以看到,第二项+1级衍射就是还原物的衍射虚像,位置大小正倒和原物体完全相同。

而第三项・1级衍射则可以等效为将物的共觇光经过一个焦距为/ = 2z°的透镜成像(因为5为负,这里等效成了一个凹透镜),因为f的不同可能成实像也可能成虚像,在实际观察中我们看到了倒立放大的虚像。

2)再现光是参考光的共轨球面波时,得
O t(X, y) = [r0- 0( A: + A;))4 exp 卜砂」一卩*
A)exp[/如 exp 卜 2 讷.] 一04:人)exp[-讷)]
可以看到,此时,第三项・1级衍射是原物光波前的共辘波,因此在原物关于感光底片对称的位置成了一个等大正立的实像(对称位置是因为将底片旋转了 180度)。

而第二项+1级衍射则是将物光经过一个焦距为/ = -2z0的透镜成像,这个像应当与笫一种情况参考光和再现光相同时,-1级衍射成像的位置大小正倒相同,故也是倒立放大的虚像。

上述所有理论推导均和实验中所观察到的现象符合,故本次实验理论推导和实验现象均做的较为不错。

六. 实验反思与总结
本次全息照相实验,让我加深了对全息的理解,可以想象,再现物的全部信息是多么了不起的成就,而白光全息的发明也是更加令人迷醉。

另外实际情况(参考光为球面波)的推导也让我对于上学期光学所学知识进行了更深入的理解,从理论结合到了实际,我非常喜欢这次实验。

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