全息照相实验课件.

三、全息片的特点
特 点
相同处 立体感强
普通照片
全息照片
干板的光化学成分相同 干板的曝光、冲洗过程相同 振幅片 两 维 位相片 三 维 点面对应
不
a b
同
可分割性
点点对 应
一 次 有
处
曝光次数 正负片
多 次 无
实验内容
1. 调整光路 拍摄光路及元件放置如图1所示，使光路系统满足下列要求： ① 各元件等高，光路在同一水平面。 ② 物光和参考光的光程大致相等，误差不能超过3cm。
2. 记录物像再现过程中，在不同观察条件下的物像的特点，并对 现象作出物理解释。
注意事项
1. 光学镜头应轻取轻放，注意保护镜头的光学面；
2. 拍摄照片时要保持安静并严防振动，拍摄前和拍摄后一分钟
不准走动，不准说话，更加不准按手机；
3. 显影、定影完成后，将液体到回广口瓶中并及时清洗台面；
4. 严格防止未经扩束的激光直射眼睛。 5. 胶片粗糙的一面涂有AgI，要对着光，不得装反。
二、 物光波前的再现
再现光波 眼睛
R0
虚像
R0 R0O
* 0
全息底片
R0 R0*O0
实像
图3 物光波前的再现光路 透过全息图的复振幅A(x,y)为：
A( x, y ) t ( x, y ) R0 t0 R0 R0 O0 R0
2 2
2
t0 R0 R0 ( O0 R0 ) R0 R0*O0 R0 R0O0*
普通物理(近代物理)实验
全息照相实验
背景简介
1948年，英国物理学家伽伯发明了利用干涉 和衍射原理的全息技术。1962年随着激光器的问 世，美国学者利思和乌帕特尼克斯(Leith and Upatnieks)在伽伯全息术的基础上发明了离轴全 息术。1969年美国物理学家本顿(Benton)发明了 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。1971年，伽伯因全息术的发明获得 诺贝尔物理学奖。现在，全息技术已成为一门有 着广泛应用前景的新技术学科。全息术被广泛应 用于医学、生物学、科学研究、工业生产等领域。
显影时间与温度 有关，25摄氏度 3分钟就可以了
显影完成之前绝对不能开灯！
4. 全息再现
如图放置光路，关灯眼睛逆着光，透过干板看原来物体的像，就可 以看见物体的像，眼睛位置稍微变动一下，像也发生变化如果把干板划 开取一些的干涉图案，还是能看到完整的像。
分束镜
激光
扩束镜பைடு நூலகம்
全息干版
眼睛
数据处理
1. 记录曝光时间，显影、定影时间；
伽柏 Dennis Gabor 1900-1979
全息照相实验
实验目的 实验原理 数据处理 实验仪器 实验内容 注意事项
思考问题
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，拍摄和还原全息图像。
实验仪器
8 4 3 2 5
6
7 9 1 10 11
图1 全息照相实验仪组成 1. 氦氖激光器 2.曝光开关 3. 小反射镜 4.小扩束镜 5.大扩束镜 6.被拍摄 物体 7. 暗盒 9.曝光定时器 10.激光功率计 11. 激光电源
③ 光路调好之后盖好暗室盖。
2. 拍摄照片 ①在手套箱中将干板装入暗盒，固定暗盒。
②关灯保持安静，设定曝光时间约10s
3. 显影和定影
手套箱暗室
显影剂 显影剂暗盒
放全息干版 不能见光 干板暗盒： 拉
全息干版
定影剂
漂白剂
清水
显影剂中放置3分钟 漂洗1分钟 放入定影剂中3分钟 漂洗1分钟 放入漂白剂中3分钟 漂洗1分钟
实验原理
一、物光波前的全息记录
激光器 反射镜 M2 光开关 扩束镜 分束镜
物体 扩束镜 参考光 R 物光 O 反射镜 M1
O( x, y, t ) O0 ( x, y)eit
全息底片
R( x, y, t ) R0 ( x, y)eit
x y
图2 全息记录光路图
由于物光束和参考光束是相干光束，所以底片上的光强是两者合振幅 的平方：
I ( x, y ) O0 R0 O0O0* R0 R0* O0 R0* R0O0*
2
A02 Ar 2 A0 Ar ei (0 r ) A0 Ar ei (r 0 )
A02 Ar 2 2 A0 Ar cos(0 r )
这样，通过物光束和参考光束的干涉就把物光束的振幅和相位两种信 息全部记录下来了。底片形成与光栅相似结构的全息图。全息图上干涉图 样的明暗对比程度反映了物光波相对于参考光波之间振幅（强度）的变化， 而干涉图样的形状和疏密变化则反映了物光波和参考光波之间的相位变化。
思考问题
1. 为什么用全息图的一部分也能再现整个物体的像？
2. 为什么要求光路中的物光与参考光的光程尽量相等？
3. 为什么个别光学元件安置不牢靠，将导致拍摄失败？ 4. 全息照相与普通照相有何不同点？