全息照相(再现)

全息照相（再现）实验目的1．了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。2．学习全息照相的拍摄方法和实验技术。3．了解全息照相再现物像的性质、观察方法。一、实验仪器序号名称数量1全息实验台12He-Ne激光器13分束镜14反射镜25扩束镜26载物台17底片夹18被摄物体19全息干板110显影及定影器材1二、实验装置示意图8光开关激光器6全反镜2全反镜1分束器7扩束镜3扩束镜5底片4被摄物图1全息照相光路三、实验原理全息照相是一种二步成像的照相技术。第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体在感光材料（全息干版）处的光波波前纪录下来，称为全息图。第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。1．全息照相的再现——光的衍射由于全息照相在感光板上纪录的不是被摄物的直接形象，而是复杂的干涉条纹，因此全息照片实际上相当于一个衍射光栅，物象再现的过程实际是光的衍射现象。要看到被摄物体的像，必须用一束同参考光的波长和传播方向完全相同的光束照射全息照片，这束光叫再现光。这样在原先拍摄时放置物体的方向上就能看到与原物形象完全一样的立体虚像。如图2所示把拍摄好的全息底片放回原光路中，用参考光波照射全息片时，经过底片衍射后有三部分光波射出。0级衍射光——它是入射再现光波的衰减。+1级衍射光——它是发散光，将形成一个虚像。如果此光波被观察者的眼睛接收，就等于接收了原被摄物发出的光波，因而能看到原物体的再现像。-1级衍射光——它是会聚光，将在与原物点对称的位置上形成物体的再现虚像的共轭实像。底片参考光实像虚像观察方向图2四、实验步骤1．全息照相光路调整按图1所示光路安排各光学元件，并作如下调整：①使各元件基本等高；②在底片架上夹一块白屏，使参考光均匀照在白屏上、入射光均匀照亮被摄物体，且其漫反射光能照射到白屏上，调节两束光夹角约为30°；③使物光和参考光的光程大致相等，可分别挡住物光和参考光调节其光强比约1∶4～1∶10，两光束有足够大的重叠区；④所有光学元件必须通过磁钢与平台保持稳定。2．全息照片的记录拿下白屏，关掉激光器(或在输出镜前用一挡光板挡住光束)，在底片夹上装夹全息干版，注意使底片的药膜面对着物光和参考光，稍等片刻(约1～2min)，待系统稳定后，根据实验室提供的参考曝光时间，打开激光器(或移开挡光板)进行曝光。然后关闭激光器，取下底片待处理(注意切勿再使底片曝光)。3．照相底片的冲洗取下曝光后的底片，用清水打湿，放入显影液一分钟左右，取出在暗绿灯下观察，发现有显影时，用清水冲洗，再放入定影液中，定影5～15分钟，取出用流水冲洗3～5分钟，使多余的银粒冲去。再用电吹风吹干，在白炽灯下观察是否有彩带，如有彩带说明拍摄成功。4．全息照片的再现观察用经扩束后的激光沿原参考光入射方向照明全息图，透过底片并朝着放置原物位置方向进行观察，可看到一个清晰、立体的原物虚像。这就是理想的漫反射全息拍照图像。注意事项1．为保证全息照片的质量，各光学元件应保持清洁。若光学元件表面被污染或有灰尘，应按实验室规定方法处理，切忌用手、手帕或纸片等擦拭；2．不要用眼睛直接对准激光束观察，手切勿触摸激光管的高压端。3．曝光时，要避免室内震动和空气流动。4．全息底片是玻璃片基，注意轻拿轻放，防止破碎。