全息照相实验报告

2021年9月22日照相468阅读模式

全息照相实验报告中激光全息照相实验对实验时的环境要求十分严格,不仅需要黑暗无光的条件,而且对声音,振动等因素要求也十分高,实验时不仅需要准确的进行仪器的组装,而且需要在曝光操作时成员之间的相互默契的合作,否则都会影响最后的成像效果。

研究影响全息照相实验成功的因素

全息照相实验报告

对于全息照相实验报告,由于激光全息照相实验对实验环境和实验条件要求很高,完成全息照相实验需经过多个环节,要使全息照相拍摄成功并获得较高质量的全息图是不容易的。自全息照相实验面向全校工科学生开课以来,我们不断研究影响激光全息照相实验成功的主要因素,现归纳如下。

(一)系统稳定性对实验结果的影响

对于全息照相实验报告,由于全息图上所记录的是参考光和物光的干涉条纹,而这些条纹非常细,在曝光过程中,极小的振动和位移都会引起干涉条纹的模糊不清,甚至使干涉条纹完全不能记录下来。

(二)安排和调整拍摄光路对实验结果的影响

(1)参考光和物光的光程差的影响,参考光和物光的光程差不能太大,不能大于所用激光的相干长度,否则两者不能相干,无法在全息干板上获得干涉条纹。

(2)参考光和物光的夹角的影响,假如全息干板上干涉条纹间的间距为d,光源波长为λ,d与参考光和物光之间的夹角θ有关(d=λ/2sin=2sinθ),而干板分辨率η与d有关(η2dθ/λ),可以看出θ角愈大,所记录的干涉条纹就越细,对干板的分辨率要求越高,故夹角θ不能太大。而夹角θ对全息图再现象时的观察窗(视角)有影响,夹角大,可在较大范围内从不同角度观察物象,反之,观察窗则小,因此夹角θ也不能太小。

(3)参考光和物光的光强比的影响,全息照相是物光与参考光的双光束干涉对于一般双光束干涉来说,如果I1=I2,干涉条纹可得到最大的对比度,即条纹最低强度为零,同位相时最大强度为4I,这对一般线性接受元件是合适的。

全息照相实验报告

对于全息照相实验报告,而对全息照相的记录介质来说,曝光量和振幅透过率的特性曲线是非线性的,在曲线两端发生奇变,产生较高阶的衍射光,使衍射效率降低。另一方面,当物光比参考光强,斑纹比较显著,产生较大量的晕轮光围绕零级衍射光,降低了成象的光通量,致使效率降低。

(4)全息干板固定不牢或夹持位置偏差大,以及把有药面的一面与玻璃面放反都会造成实验的失败。

全息摄影

全息摄影是指一种记录被摄物体反射波的振幅和位相等全部信息的新型摄影技术。普通摄影是记录物体面上的强光分布,它不能记录物体反射光的位相信息,因而失去了立体感。

全息摄影
激光全息照相

激光全息照相就是将激光技术用于照相,在底片上记录下物体的全部光信息,而不像普通照相仅仅是记录物体的某一面投影。因此当底片上的物体重现时,在观看者的眼里显得异常逼真,它产生的视觉效应,完全与观看实物时一模一样。

激光全息照相
全息照相

全息照相的特点是记录被摄物体反射或透射光波中全部信息(振幅、相位)。全息照相不仅记录了被摄物体的反射光波强度(振幅),而且还记录了反射光波的相位。通过一束参考光束和一束被摄物体上的反射光束在感光胶片上叠加而产生干涉图样,可以实现上述目的。

全息照相

(三)曝光与显影对实验结果的影响

(1)曝光时间的影响,如果曝光时间太短,底板上条纹太浅甚至没有,复杂的衍射光栅无法形成,当然也就无法再现像。若曝光时间太长,底板有可能过黑,光线的透过率降低。另外,曝光时间越长,保持系统稳定性越难,曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败。

(2)显影时间的影响,显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。若显影时间太长,全息干板发黑,光线的透射率降低,无法再现像;显影时间太短,使干板上条纹不出现,无法形成复杂的衍射光栅,甚至是一块透明玻璃片,也无法再现像。

以上影响全息照相的诸因素都不能忽视,要充分全面地考虑,统筹兼顾,我们对以上诸因素进行了分析、探讨后,总结出了以下提高激光全息照相实验成功率的一些具体做法。

对于全息照相实验报告,实验最后的结果不是很理想,虽然透过全息相片可以看到物体的一部分像,但是不是十分的明显,这是实验时的偶然误差造成的,比如光程差的测量和判断,光强比的设定,以及曝光时对实验的影响等,影响了最终的实验效果。

提高激光全息照相实验成功率的具体做法

全息照相实验报告

(一)保证拍摄系统的稳定性

对于全息照相实验报告,对于我们所用的激光波长为632.8nm的HJ-Ⅱ型氦氖激光器,在曝光过程中,必须保证拍摄系统的移动不得超过干涉条纹间距的1/4,我们实验室用的是GSZ-Ⅱ型光学实验平台,全息台上的所有光学器件都用磁性材料牢固地吸在工作台钢板上。将各光学元件夹持稳定,将被照物体粘牢在载物台上或夹紧在架上,将曝光定时器离开全息台放置。由于气流通过光路,声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化,因此,在准备拍摄前必须远离全息台,保持安静,静止2min以上再启动曝光定时器,并且在曝光期间不能讲话、走动和发出任何声响,保证环境稳定,曝光后再静等20s以上,才能取下干板,用黑纸包好。

(二)安排和调整光路的具体做法

激光全息照相拍摄光路

激光全息照相拍摄光路

(1)光路摆放:按上图所示光路将各元件大致摆放到各自的相应位置上,调整各元件使各光束都与台面平行且与各元件中心重合,(开始时不要加扩束镜)。

(2)测量光程:测量物光与参考光的光程从分束镜开始,沿着光束的前进方向量至全息干板为止,按等光程按排光路为好,光程差不得大于1cm。

(3)夹角选择:根据上面的分析,本实验中选择参考光和物光的夹角取20°~30°为宜。

(4)调节光强比:由上所述可知,要达到较好的效果,应使参考光增强,以避开非线性区,减少斑纹效应。但尽管用一束强光做物光,物光照到物体上经物体吸收后再反射到干板上的光已比参考光弱得多了,对于我们功率只有5mW的激光器,参考光和物光的光强比太大,会造成对比度差,象不清楚。所以又必须使物光增强。多次实验研究表明:被摄物如果是瓷公仔,应与全息干板距离较近(3~5cm),若拍摄硬币可与全息干板距离远一些(可达10cm)。

放入扩束镜后,调节物体方位使物体漫反射光的最强部分均匀地落在全息干板上,参考光应均匀照明并覆盖整个全息干板,两光光强比为3∶1~5∶1较为合适。

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