二步法像面全息图的制作

实验三、四二步彩虹全息图的记录与再现

[实验目的]

1、了解二步彩虹全息图的原理；

2、掌握二步彩虹全息技术中母全息图的制作方法；

3、进一步掌握全息光路的设计和排布技巧；

4、学会分析全息再现像的质量。

[仪器用具]

激光器，反射镜（若干），分束镜（2套），针孔滤波器（3套），大孔径非球面透镜，毛玻璃，平晶，量角器，干板架，曝光定时器，照度计，被记录的目标物，全息干板

[实验原理]

请参阅《信息光学基础》p218—p221 “三、彩虹全息”

[实验内容]

二步彩虹全息图的记录包括两个步骤：

“实验三”完成第一步：记录主全息图H1；

“实验四”完成第二步：记录彩虹全息图H2。

一、光路的设计和排布

请根据彩虹全息原理和实验台具体情况，分别设计记录H1的光路1和记录H2的光路2。

要求：对物体采用双光束照明。

提示：最好设计一种两用的光路，只需移动少量光学元件，即可从光路1改变到光路2。

光路设计原则是：

1）应保证全息平台和支架的稳定，因为全息图记录的是干涉条纹，这种条纹的密度一般是每毫米几百条，甚至上千条，以至轻微的震动都会影响全息图的质量。

所以在记录过程中，环境的震动应尽可能小，而且在对全息干板曝光之前要静台至少两分钟；

2）光学元件必须调到共轴，光束走向应相对于台面保持平行，以获得一致的偏振态，避免相干不完全；

3）对物体照明要均匀，物体散射的光要照射在全息干板上。对于表面光亮的物

体最好用散射光照明；

4）选取合适的物参夹角。为了观察时方便，避免再现时照明光的干扰，应使再现光的入射角大一些，但由于记录介质分辨率的限制，角度也不能太大，对于银盐干板，一般取θ< 45°；

5）选取合适的物参光强比,通常取（I R/I O）∈(1/2,1/10) 。由于物光是漫射光，物光之间的干涉也会在记录介质上产生干涉条纹，这将对成像条纹起干扰调制作用，降低正常条纹的对比度，使I R< I O可相对降低这种调制的影响；

二、制作彩虹全息图

要求：1、第一次实验课，利用自行设计的光路1，记录主全息图H1；

2、第二次实验课，利用上一次记录成功的H1，在光路2中完成H2的记录。

三、观察和分析实验结果

用白光再现全息图H2，观察再现像具有哪些特点？提出可行的改进方案。

[预习思考题]

1、若想获得较大的视场角，在光路设计上应采取那些措施？

2、光路中狭缝的宽窄对实验结果有何影响？实验中选取多少为宜？

3、记录H1时通常采用平行光作为参考光，是出于什么考虑？大透镜的作用是什

么？

4、记录H1时通常将物体“卧倒”在光路中，是出于什么考虑？如果不“卧倒”，

将会出现什么结果？