全息照相实验报告.docx

全息照相实验报告.docx全息照相
全息照相的基本原理是以波的干涉和衍射为基础的。它的物理思想早在1948年就由盖 伯(D -Gabor)首先创立，但由于当时缺乏相干性好的光源，因而几乎没有■引起人们的注意。 直到I960年激光器问世后，才使全息照相技术得到迅速发展，成为科学技术上一个崭新的 领域。由于全息照相比普通照相具有更多的特点，所以在干涉计量、无损检测、信息存贮与 处理、遥感技术、生物医学和国防科研中获得了极其广泛的应用。
实验目的与要求
了解光学全息照相的基本原理和它的主要特点。
学****静态全息照相的拍摄方法和有关技术。
掌握全息照相再现物像的性质和观察方法。
实验原理
全息照相与全息照相技术
照相是将物体上各点发出或反射的光记录在感光材料上。
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 = A cosl M +(p ———I
式中，A为振幅，3为圆频率，入为波长，°为波源的初相值。
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：
/ ( 2®
x = 2_, A： cos o)J +(P[ L
两大信息。光在
i=l I ",)
因此，任何一定频率的光波都包含着振幅(A)和位相\(ot + <p
传播过程中，借助于它们的频率、振幅和位相来区别物体的颜色(频率)、明暗(振幅平方)、 形状和远近(位相)。
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图9-1 全息照相光路图
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普通照相是通过成象系统（照相机镜头）使物体成象在感光材料上，材料上的感光强度 只与物体表面光强分布有关，所以它只记录了光波的振幅信息，因为光强与振幅平方成正比。 无法记录物体光波的位相差别。因此，普通照相记录的只能是物体的一个二维平面像，失去 了立体感。
全息照相不仅记录了物体发出或反射的光波的振幅信息，而且把光波的位相信息也记录 下来，所以全息照相技术所记录的并不是普通几何光学方法形成的物体像，而是物光光波本 身，它记录了光波的全部信息，并且在一定条件下，能将所记录的全部信息再现出来，因而 再现的物像是一个逼真的三维立体象。
全息照相包含两个过程，第一，把物体光波的全部信息记录在感光材料上，称为记录（拍 摄）过程，第二，照明已被记录下来的全部信息的感光材料，使其再现原始物体的光波，称 为再现过程。
全息照相的基本原理是以波的干涉为基础的。所以，除光波外，对其他的波动过程如声 波、超声波等也都适用。
全息照相的基本过程一一记录和再现。
（1）全息照相记录过程原理一光的干涉。
怎样才能把物光的全部信息同时记录下来呢？由物理光学可知，利用干涉的方法，以干 涉条纹的形式就可以记录物光的全部信息。图9-1是记录过程中所使用的光路。相干性极好 的He—Ne激光器发出激光束，通过分束镜M分成两束。其中一束光经反射镜反射，再
由扩束镜A将光束扩大后均匀地照射到被摄物体D上，经物体表面反射（或透射）后再照 射到感光材料（实验中用全息感光胶片）H上，一般称这束光为物光；另一束光经反射镜肱2 反射、心扩束后，直接均匀地照射到H上，一般称这束光为参考光。这两束光在胶片H上 叠加干涉，出现了许多明暗不同的花纹、小环和斑点等干涉图样，被胶片H记录下来，再经 过