篇一 :全息照相实验实验报告

物理与光电工程学院

光电信息技术实验报告

姓名:张皓景

学号:20111359069

班级:光信息科学与技术专业20##级2班

实验名称:全息照相实验

任课教师:裴世鑫

一、  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。

二、  实验仪器

三、  实验装置示意图

图1 全息照相光路

四、  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.全息照相的纪录——光的干涉

由光的波动理论知道,光波是电磁波。一列单色波可表示为:

                       (1)

式中,A 为振幅,ω 为圆频率,λ 为波长,φ 为波源的初相位。

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)

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篇二 :全息照相实验报告(完全版)

实验5.5 全息照相

实验分析:

在这次光学实验中,拍出来的全息照片图像模糊,而且曝光范围小,基本算失败,对此我觉得我们必然在某处有错误,或者是由于实验仪器造成,因此我展开分析,实验失败原因可能有:

1.在曝光过程中有振动或位移,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。

2.没有更好的调整好参考光和物光的光程差。参考光和物光的光程差不能太大也不能太小, 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。

3.没有更好的调整好参考光和物光的夹角。假设全息干板上干涉条纹的间距为d, 光源波长为λ。根据干涉原理, d 与参考光和物光之间的夹角θ关系为全息照相实验报告完全版, 而干板分辨率η 与d 的关系为。可以看出, θ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对全息图再现像时的观察窗(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。

4.光路中使用过多反光镜导致光强过小,从而影响干涉效果。

5.曝光时间没有控制得很好,曝光时间太长, 导致干板太黑, 光线的透过率降低。

6.在用清水清洗干版时水温没有严格控制在30-32,影响实验结果。

7.在显影定影时,冲洗时间不够,导致成像范围过小,成像不清晰。

实验结论:

实验中获得清晰的再现像的关键是要选用具有良好的相干性和稳定性的激光作为光源。光路的调整更是至关重要的。一个好的光路,既要使物光和参考光能够发生干涉,还要保证干涉条纹间隔清晰,反差合适。所以要首先调整好物光和参考光的光程,以保证干涉能够发生,然后再调整物光与参考光束之间的夹角及物光和参考光的光强比,保证全息照片的清晰度和反差。另外,在曝光时系统要稳定。

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篇三 :光学全息照相实验报告

实验

光学全息照相

光学全息照相是利用光波的干涉现象,以干涉条纹的形式,把被摄物表面光波的振幅和位相信息记录下来,它是记录光波全部信息的一种有效手段。这种物理思想早在1948年伽柏(D.Gabor)即就已提出来了,但直到1960年,随着激光器的出现,获得了单色性和相干性极好的光源时,才使光学全息照相技术的研究和应用得到迅速地发展。光学全息照相在精密计量、无损检测、遥感测控、信息存储和处理、生物医学等方面的应用日益广泛,另外还相应出现了微波全息,X光全息和超声全息等新技术,全息技术已发展成为科学技术上的一个新领域。

本实验通过对三维物体进行全息照相并再现其立体图像,了解全息照相的基本原理及特点,学习拍摄方法和操作技术,为进一步学习和开拓应用这一技术奠定基础。

实验目的

了解光学全息照相的基本原理和主要特点;

学习静态光学全息照相的实验技术;

观察和分析全息全图的成像特性。

仪器用具

全息台、He—Ne激光器及电源、分束镜、全反射镜、扩束透镜、曝光定时器、全息感光底版等。

基本原理

全息照片的拍摄

全息照相是利用光的干涉原理将光波的振幅和相位信息同时记录在感光板上的过程.相干光波可以是平面波也可以是球面波,现以平面波为例说明全息照片拍摄的原理。如图1所示,一列波函数为、振幅为a、频率为υ、波长为λ的平面单色光波作为参考光垂直入射到感光板上。另一列同频率、波函数为的相干平面单色光波从物体出发,称为物光,以入射角θ同时入射到感光板上,物光与参考光产生干涉,在感光板上形成的光强分布为

(1)

由此可见,在感光板上形成了明暗相间的干涉条纹。条纹的间距为

(2)

可见,在感光底板上的光强分布和干涉条纹间距都受光波的振幅和相位所调制。

在实际情况中,物光是来自于物体上的漫反射光,其波阵面很复杂,因此,感光底板上的干涉条纹并不是等间距的平行条纹,而是呈现出非常复杂的干涉图样,只是在极小的范围内可近似看作等间距的平行条纹。

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篇四 :激光全息照相实验报告

实验32 激光全息照相

物理科学与工程技术学院   光信息科学与技术  学号10329051 陈海域

与材料物理 陈嘉平 合作完成

实验时间:20##/4/12  20##/4/19

地点:基础物理实验室激光全息照相实验室1号桌

【实验目的】

1.学习全息照相的基本原理和方法

2.了解全息照相的主要特点

3.学习观察全息照片的方法

【实验仪器】

全息照相的整套装置(PHYWE),如图1所示:

【全息照相的特点】

全息照相与普通照相无论在原理上还是方法上都有本质上的差别。普通照相是以几何光学的折射定律为基础,利用透镜把物体成像在平面上,记录各点的光强或振幅分布,物象之间各点一一对应,但却是二维平面像上的点与三维物体各点之间的对应,因此并不完全逼真,即使一般所谓的“立体照相”也多是利用双目视差的错觉,而不是物体的真正三维图像。而全息照相是以光的干涉、衍射等物理光学的规律为基础,借助于参考光波记录物光波的振幅与位相的全部信息,在记录介质(如感光干版)上得到的不是物体的像,而只有在高倍显微镜下才能观察得到的细密干涉条纹,称之为全息图。(在感光版上看见的同心环,斑纹之类不是原来物体的真正信号,而是由给出参考光的发射镜上的灰尘微粒及其它散射物引起的。)条纹的明暗程度和图样反映了物光波的振幅与位相分布,好像是一个复杂的衍射光栅,只有经过适当的再照明才能重    

与普通照片相比,全息照片还具有如下几个特点:

1)全息照片在适当的照明下重建物光波与原来的物光波具有相同的深度和视差。改变观察的位置,就可以看到景物被遮拦的物体,观察近距离的物体,眼睛必须重新调焦。

2)把全息照片分成小块,其中每一小块都可以再现整个图像。因为照片上每一点都受到参考光和被摄物体所有部分的光的作用,所以这些点就用编码的形式包含了整个图像的信息。但是当小块逐渐减小时,分辨率逐渐变差。这是因为分辨率是成像系统孔径的函数。

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篇五 :全息照相实验报告

全息照相实验

【目的要求】

1.  了解全息照相记录和再现的基本原理;

2.  掌握漫反射全息照片的摄制方法及加深对全息照片特点的理解。

仪器用具

JQX-1型激光全息实验台,He-Ne激光器,分束镜(50%)一个,扩束镜(40倍)两个,全反射镜两个,被摄物体(如:小瓷猪,小瓷马等)及放置物体的底座,全息干版及底架,暗室技术使用的设备。

【原    理】

普通照相底片上所记录的图象只反映了物体上各点发光(辐射光或反射光)的强弱变化,也就是只记录了物光的振幅信息,于是,在照相纸上显示的只是物体的二维平面像,丧失了物体的三维特征。全息照相则不同,它是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来,因而称为全息照相。

    全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯(D. Gabor)发现,但是由于受光源的限制(全息照相要求光源有很好的时间相干性和空间相干性),在激光出现以前,对全息技术的研究进展缓慢,在60年代激光出现以后,全息技术得到了迅速的发展。目前,全息技术在干涉计量、信息存储、光学滤波以及光学模拟计算等方面得到了越来越广泛的应用。伽伯也因此而获得了1971年度的诺贝尔物理学奖。

(一)、全息照相与全息照相术


在介绍全息照相的基本原理之前,首先看一下全息照相和普通照相有什么区别。总的来说,全息照相和普通照相的原理完全不同。普通照相通常是通过照相机物镜成像,在感光底片平面上将物体发出的或它散射的光波(通常称为物光)的强度分布(即振幅分布)记录下来,由于底片上的感光物质只对光的强度有响应,对相位分布不起作用,所以在照相过程中把光波的位相分布这个重要的信息丢失了。因而,在所得到的照片中,物体的三维特征消失,不再存在视差,改变观察角度时,并不能看到像的不同侧面。

图1 波前干涉实物光路图

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篇六 :全息照相实验报告

西安交通大学高级物理实验报告

课程名称:高级物理实验       实验名称:光全息照相系列实验   第 1 页 共 6页

系    别:                                              实验日期:20##年12月9日

姓名:                          班级:                                        学号:

实验名称:光全息照相系列实验

一、    实验目的:

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篇七 :全息照相+实验报告

全息照相实验报告

实验人:宋易知   201411941009               指导教师:曹惠贤

实验时间:2015.10.16

一.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。

二.实验器材

全息实验台*1、激光器*1、分束镜*1、反射镜*2、扩束镜*2、载物台*1、被摄物*1、快门*1、干板架*1、全息干板*1、显影、定影器材。

三.实验原理

光路图

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。

   1.全息照相的纪录——光的干涉

由光的波动理论知道,光波是电磁波。一列单色波可表示为:

                       (1)

式中,A 为振幅,ω 为圆频率,λ 为波长,φ 为波源的初相位。

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)

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篇八 :全息照相与信息光学实验报告

【实验名称】全息照相

【目的要求】

a)了解全息照相的基本原理。

b)学习全息照相的实验技术。

【仪器用具】

简易隔震台,氦氖激光器,快门及定时曝光器,阔属透镜,反射镜和分束器,光电池和光电检流计,全息底片,被摄物体,显微镜,洗相设备。

【实验原理】

全息照相原理是D.嘎波在1948年提出的。60年代以后,全息技术有了迅速和宽广的发展。

a)投射式全息照相

所谓透视时全息照相是指重现时所观察和研究的是全息图透射光的成像。

i)全息记录

如果将物光和参考光的干涉条纹用感光底片记录下来,那就记录了底片所在位置物光波前的振幅和位相。

ii)物光波前的重现

用一束于参考光完全相同的平面波照在全息图上,则在平面上全息图透射光的复振幅分布为:

这样,

透过全息图以后平面上波前就可以分成3项,第一项是一个衰减了的照明光,第二项是+1级衍射,它对应原来的物光,第三项是物光的共轭波前。这三项有一个角度分离,因此我们可以分开他们。

【实验内容】

a)透射式全息图的记录

i)打开激光器,设计安排光路,光路满足要求:

经透镜扩展后的参考光应均匀照在整个底片上,被摄物体各部分也应得到较均匀照明;
物光和参考光的光程大致相同,相差不要超过5cm;
在底片处物光和参考光的光强比约为1:2到1:6.

ii)关上照明灯(可以打开暗绿灯)。调节定时曝光器,为1秒到3秒。

iii)关闭快门挡住激光,经底片装在底片夹上,注意让乳胶面对着光入射方向。静置两三分钟后,开始曝光。

iv)对曝光后底片作化学处理,显影液用D-19,定影液用F-5,显影时间30秒,定影时间 2分钟,完事以后用清水冲洗。晾干。

b)透射式全息图的重现

i)用透镜将激光扩束后照明全息图,尽可能使光照方向沿着原来参考光的方向。观察虚像。可以看到立体的图像。

ii)遮住全息片的一部分,发现仍然能看到全部虚像。

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