全息照相實驗課件

1、全息照相實驗全息照相實驗普通物理普通物理( (近代物理近代物理) )實驗實驗背景簡介背景簡介 1948年，英國物理學(xué)家伽伯發(fā)明了利用干涉和衍射原理的全息技術(shù)。1962年隨著激光器的問世，美國學(xué)者利思和烏帕特尼克斯(Leith and Upatnieks)在伽伯全息術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)明了離軸全息術(shù)。1969年美國物理學(xué)家本頓(Benton)發(fā)明了彩虹全息術(shù)，掀起以白光顯示為特征的全息三維顯示新高潮。1971年，伽伯因全息術(shù)的發(fā)明獲得諾貝爾物理學(xué)獎?，F(xiàn)在，全息技術(shù)已成為一門有著廣泛應(yīng)用前景的新技術(shù)學(xué)科。全息術(shù)被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、科學(xué)研究、工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。伽柏 Dennis Gabor 1900-1

2、979全息照相實驗全息照相實驗實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康膶嶒瀮x器實驗儀器思考問題思考問題實驗原理實驗原理實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理注意事項注意事項實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康?1. 了解全息照相的基本原理； 2. 學(xué)習(xí)全息照相的實驗技術(shù)，拍攝和還原全息圖像。 實驗儀器圖1 全息照相實驗儀組成 1. 氦氖激光器 2.曝光開關(guān) 3. 小反射鏡4.小擴(kuò)束鏡 5.大擴(kuò)束鏡 6.被拍攝物體 7. 暗盒 9.曝光定時器 10.激光功率計 11. 激光電源3214567891011 一、物光波前的全息記錄一、物光波前的全息記錄 實驗原理圖2 全息記錄光路圖 0( , , )( , )i tO x y tOx y e0( ,

3、 , )( , )i tR x y tR x y e 由于物光束和參考光束是相干光束，所以底片上的光強(qiáng)是兩者合振幅的平方：2*0000000000( , )I x yORO OR RO RR O0rr0()()220r0r0riiAAA AeA Ae220r0r0r2cos()AAA A 這樣，通過物光束和參考光束的干涉就把物光束的振幅和相位兩種信息全部記錄下來了。底片形成與光柵相似結(jié)構(gòu)的全息圖。全息圖上干涉圖樣的明暗對比程度反映了物光波相對于參考光波之間振幅（強(qiáng)度）的變化，而干涉圖樣的形狀和疏密變化則反映了物光波和參考光波之間的相位變化。 圖3 物光波前的再現(xiàn)光路 二、二、 物光波前的再現(xiàn)物

4、光波前的再現(xiàn)R0 透過全息圖的復(fù)振幅A(x,y)為： 2000000( , )( , )A x yt x y Rt RR OR22*00000000000()t RRORR R OR R O*000R R O*000R R O三、全息片的特點三、全息片的特點特 點普通照片全 息 照 片相同處干板的光化學(xué)成分相同干板的曝光、沖洗過程相同不同處振幅片兩 維位相片三 維立體感強(qiáng)點點對點點對應(yīng)應(yīng)點面對應(yīng)可分割性曝光次數(shù)一 次多 次正 負(fù) 片有無ab實驗內(nèi)容實驗內(nèi)容1. 調(diào)整光路 拍攝光路及元件放置如圖1所示，使光路系統(tǒng)滿足下列要求： 各元件等高，光路在同一水平面。 物光和參考光的光程大致相等，誤差不能

5、超過3cm。 光路調(diào)好之后蓋好暗室蓋。2. 拍攝照片 在手套箱中將干板裝入暗盒，固定暗盒。 關(guān)燈保持安靜，設(shè)定曝光時間約10s 顯影劑手套箱暗室放全息干版放全息干版不能見光不能見光顯影劑暗盒拉全息干版干板暗盒：3. 顯影和定影顯影劑中放置3分鐘漂洗1分鐘放入定影劑中3分鐘漂洗1分鐘放入漂白劑中3分鐘漂洗1分鐘顯影完成之前絕對不能開燈！顯影完成之前絕對不能開燈！顯影時間與溫度有關(guān)，25攝氏度3分鐘就可以了定影劑定影劑漂白劑漂白劑清水清水分束鏡分束鏡全息干版全息干版眼睛眼睛擴(kuò)束鏡擴(kuò)束鏡激光激光4. 全息再現(xiàn) 如圖放置光路，關(guān)燈眼睛逆著光，透過干板看原來物體的像，就可以看見物體的像，眼睛位置稍微變動一下，像也發(fā)生變化如果把干板劃開取一些的干涉圖案，還是能看到完整的像。數(shù)據(jù)處理 1. 記錄曝光時間，顯影、定影時間； 2. 記錄物像再現(xiàn)過程中，在不同觀察條件下的物像的特點，并對現(xiàn)象作出物理解釋。注意事項 1. 光學(xué)鏡頭應(yīng)輕取輕放，注意保護(hù)鏡頭的光學(xué)面； 2. 拍攝照片時要保持安靜并嚴(yán)防振動，拍攝前和拍攝后一分鐘不準(zhǔn)走動，不準(zhǔn)說話，更加不準(zhǔn)按手機(jī)； 3. 顯影、定影完成后，將液體到回廣口瓶中并及時清洗臺面； 4. 嚴(yán)格防止未經(jīng)擴(kuò)束的激光直射眼睛。 5. 膠片粗糙的一面涂有AgI，要對著光，不得裝反。思考問題1.