全息照相实验报告.doc

.全息照相实验报告————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: 全息照相实验报告班级:XXX姓名:XXX学号:XXX时间:XXX【实验目的】。。。【实验仪器】防震光学平台、氦氖激光器、曝光定时器及快门、扩束透镜(两个)、分束器、反射镜(两个)、全息Ⅰ型干版、显影液和定影液及暗房设备。【实验原理】全息照相与普通照相无论是在远离上还是在方发生都有本质的区别。普通照相是用几何光学的方法记录物体上各点的发光强度分部,得到的是二维平面像,像上各点的照度与物体上的各点发光强度一一对应。而全息照相的记录对象是整个物体发出的光波(即物体上各点发出的光波的叠加),借助于参考光用干涉的方法记录这个物光波的振幅和位相(周相)分布,即记录下物光波与参考光波相干后的全部信息。此时,记录信息底片上得到的不是物体的像,而是细密的干涉条纹,就好像一个复杂无比的衍射光栅,必须经过适当的再照明,才能重建原来的无广播,从而再现物体的三维立体像。由于底片上任何一小部分都包含整个物体的信息,因此,只利用拍摄的全息底片的一小部分也能再现整个物像。:感光底板物光波,O波物体参考光波,R波用激光光源照射物体,物体因漫反射发出物光波。波场上没一点的振幅和相位都是空间坐标的函数。我们用O表示物光波没一点的复振幅与相位。用同一激光管员经分光板分出的另一部分光直接照射到地板上,这个光波称为参考光波,它的振幅和相位也是空间坐标的函数,其复振幅和位相用R表示,草考光通常为平面或球面波。这样在记录信息的底板上的总光场是物光与参考光的叠加。叠加后的复振幅为O+R,如图从而底板上各点的发光强度分布为(式1)式子中,O*与R*分别是O和R的共轭量;I。,IR分别为物光波和参考光波独立照射底版时的放光强度。物相再现底板经过曝光冲洗后,形成各处透光率不同的全息照片,它相当于一个复杂的光栅。一般来说,光透过这样的全息照片时,振幅以及位相都要发生变化。如果令t=透过光的复振幅/入射光的复振幅(式2)则复振幅透过率t一般为复数。但对于平面吸收型全息照片t为实数。如果曝光及冲洗合适,可使得(式3)物象再现是用光照射已经摄制好的全息照片并观察透过光。这个过程称为波前重现,通常再照光与拍摄全息照片的参考光束R相同,因此,透过的光波的复振幅与位相用W表示,则:(式4)第一项与参考波R成正比,是按一定比例重建的参考波,或者说是直接透过再找光相当于零级衍射波。第二项与原来的物光成正比,是按一定比例重建的物光波,相当于一级衍射波。这个光波根据惠更斯原理继续传播,与原来物体在原来位置发出的光波相同,仅仅是振幅按一定比例改变,位相改变180度。因此全息照片后面的观察者对这个光波方向观察时,可以看到原来物体的三维立体像。如图所示:全息照片人眼观察一级衍射波虚物物像再现照明光波,R光波第三项与物光波的公轭光波O*有关。它是因衍射而产生的另一个一级衍射波,称为孪生波。这意味着在须向的相反一侧会聚称一个共轭的实像。【实验内容与测量】(1)设计光路系统如下图,打开激光光源预热,激光器的电流指示为6~7mA,光路系统应该满足下列条件: 反