信 息 光 学 实 验
实验报告
填写实验报告的要求
1. 实验前要认真预习实验内容，理解实验的原理。
2. 实验过程中要严肃认真地做好实验记录，确认所记录的数据无误后，认真填写实验报告。
3. 在试验过程中，对观察到的现象，尽量用图示说明并加以简明的理论分析。
4. 对实验原理深入理解，认真回答课后思考题。
5. 要求书写整洁，字体端正。
实验1 像面全息图
第一部分：预习
(一) 实验目的
1．掌握像面全息图的记录和再现原理，学会制作像面全息图，为彩虹全息实验打下基础；
2．观察像面全息图的再现像，比较其与普通三维全息图的不同之处；
3．分析离焦量对像面全息图再现像清晰度的影响
(二) 实验光路
La－激光器 BS－分束镜 M1、M2－全反镜 L-成像透镜 Lo1、Lo2－扩束镜 H－全息片
(三) 实验原理
将物体靠近全息记录介质，或利用成像系统将物体成像在记录介质附近，再引入一束与之相干的参考光束，即可制作像全息图。当物体紧贴记录介质或物体的像跨立在记录介质表面上时，得到的全息图称为像面全息图。因此，像面全息图是像全息图的一种特例。像面全息图的记录光路如图所示。激光器发出的激光束经反射镜M1折转后被分束镜分成两束，透过的光束经反射镜射M2反射后被扩束镜扩束并照明物体，物体被成象透镜成像在全息干板上构成物光；M3反射的一束光被扩束镜扩束并照明全息干板H，作为参考光。由于全息干板位于像面上，故记录的是像面全息图。
像面全息图的特点是可以用宽光源和白光再现。对于普通的全息图，当用点光源再现时。物上的一个点的再现像仍是一个像点。若照明光源的线度增大，像的线度随之增大，从而产生线模糊。计算表明，记录时物体愈靠近全息图平面，对再现光源的线度要求就愈低。当物体或物体的像位于全息图平面上时，再观光源的线度将不受限制。这就是像面全息图可以用宽光源再现的原因。
全息图可以看成是很多基元全息图的叠加，具有光栅结构。当用白光照明时，再现光的方向因波长而异，故再现点的位置也随波长而变化，其变化量取决于物体到全息图平面的距离。可见，各波长的再现像将相互错开而又交叠在一起，从而使像变得模糊不清，产生色模糊。当全息干板处于离焦位置(不在成像面上)时，再现像的清晰度将下降。离焦量越大，再现像就越模糊不清。然而，像面全息图的特征是物体或物体的像位于全息图平面上，因而再现像也位于全息图平面上。此时，即使再现照明光的方向改变，像的位置也不发生变化，只是看起来颜色有所变化了。这就是像面全息图可以用白光照明再现的原因所在。
应当注意，像面全息图的像不象普通全息图那样冗余地编码，而是局部地编码在全息图上，因此，再现对照明光束必须照到整个全息图才能把像完整地再现出来。此外，由于像面全息图本身的特征限制了物体的三维特性，故它仅具有有限的景深。
(四) 实验步骤
1．选择元件：
根据光路图选择合适的光学元件及镜架。成像透镜选用大相对孔径的照相物镜。
2．调整光路
按照光路图拼搭和调整光路。通过移动反射镜位置：调整参考光的光程，使其与物光的光程差接近于零。物光与参考光的夹角不要太大，一般在30～40度之间。全息干板片应位于物体的共扼面(即成像面)上。物体像的大小可通过调整物体和全息干板的位置来控制。最好将物体置于两倍焦距处，使之成1:1像，以防止像的失真。
3．调整光束比
根据物体的反射性能，通过调节分束镜位置，使参考光与物光的光束比为2：1到4：1。
4．曝光记录
在暗室中装片，稳定一分钟后进行曝光，经常规处理后即得到吸收型像面全息图。
5．漂白处理
为了提高衍射效率，用铁氰化钾漂白液(水1000 m1，铁氰化钾15g)进行漂白处理，把黑色部分消除后再浸泡1min，水洗10 min后凉干，即得到位相型像面全息图。
6．离焦记录
让全息干板离开像面约10mm拍摄一张像全息图，观察其再现像并与像面全息图的再现像作比较。
7．像全息图再现像的观察
本实验光路采用发散的球面波作为参考光照明记录，再现时，用一个灯丝稍集中的白炽订，按记录时参考光的方向照明。记录时也可改用平行光为参考光，此时须加一个准直物镜用平行光再现，也可直接用太阳光再现。像面全息图可用白光宽光源再现，再现像是消色差的，位于全息图平面上。
8. 实验完毕后，请教师检查实验结果，请教师在实验报告册上签字。
第二部分：实验
(一) 
注意事项
1. 
不要让激光直射眼睛，避免灼伤眼睛；
2. 激光电源输出是高压，注意不要碰到输出端；
3. 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸光学镜面；
4. 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
5. 禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。
(二) 实验原理（在对实验内容认真预习的基础之上，简要写出实验原理）
(三) 进行实验（参见“预习”中实验步骤）
第三部分：思考
1．像面全息图的再现像、像全息图的再现像和物体的像三者有何区别?
2．现有一张某物体的菲涅耳全息图，试利用它制作该物体的像面全息图，并画出光路图，叙述制作步骤。
3．试设计一个拍摄反射像面全息图的光路。
实验2 一步彩虹全息图
第一部分：预习
(一) 实验目的
1. 练习拍摄一步彩虹全息图，了解拍摄光路及各光学元件参数的选择原则;
2. 在白光照明下观察一步彩虹全息图再现的准单色像；
3. 进一步掌握彩虹全息照相的基本原理，加深对彩虹全息图能用白光再现准单色像的认识，
(二) 实验光路
La－激光器 BS－分束镜 M1、M2－全反镜 L-成像透镜 Lo1、Lo2－扩束镜 H－全息片
Ｆ－狭缝
(三) 实验原理
一步彩虹全息是相对于本顿提出的二步彩虹全息而言的。二步彩虹全息具有视场大的优点 但制作手续复杂，要用两次激光曝光，散斑噪声大，直接应用有困难。1977年底，杨振寰等研究成功了一步彩虹全息术，方法较为简便，而且已有了许多实际应用。一步彩虹全息和二步彩虹全息在本质上毫无区别。只是在记录彩虹全息图的步骤上更为简化罢了。
彩虹全息术的本质是要在观察者与物体的再现像之间形成一个狭缝像，使观察者通过狭缝像来观察物体的像，以实现白光再现。一步彩虹全息图的记录光路是在普通离轴全息照相光路中，在记录干板与物体之间插入一个成像透镜和一个水平狭缝，以便用一次曝光就能把物体的像和狭缝的像同时记录下来。按照狭缝放置的位置不同，一步彩虹全息图的记录光路可分为两种:一种是赝像记录光路，另一种是真像记录光路。本实验采用真像记录光路。
在上图的实验光路中，狭缝和物体均位于成像透镜的焦点之外，二者的像均成在透镜的同一侧，全息干板H置于两个像之间稍靠近物像处来记录全息图。再现时用原参考光照明，人眼在狭缝像F‘的位置上观察再现像，可以看到物体的明亮的全息虚像。如果用白光再现，就会出现按彩虹颜色排列的狭缝实像。在这些狭缝像的位置上，人们可以看到不同色彩的准单色物体像。一步彩虹全息的相干散斑噪声较二步彩虹全息为小，但视场受成像透镜相对孔径的限制。克服视场小的一个办法是使用大相对孔径的照相镜头作为成像透镜，或者将两个照相镜头串联使用；另一个办法是在物体经透镜所成的实像处加入—个场镜。
一步彩虹全息术在制作透射型彩色全息图、彩色图像存储，全息干涉计量等方面具有许多用途。
(四) 实验步骤
1. 按照实验光路选择合适的光学元件。
2. 根据光路图选定物体的位置，将物体躺倒放在承物台上。在细激光束中加入分束镜BS和反射镜M，调整它们的位置，使得由BS反射的光束照射在物体的中央。然后加入扩束镜让，激光束经扩束后均匀照明物体。
3. 加入成像透镜L，并在其后放置毛玻璃寻找物体的实像。透过透镜看实像，同时调整物距和像距，使人眼恰好能看到整个实像。调好后在实像后放置干板架，使得干板架夹上去后距实像面约1cm。
4. 置入狭缝F，在干板架后面用毛玻璃找到狭缝像F，，移动F使F‘到干板H的距离为4cm左右。狭缝像的宽度约0.5cm左右。通过狭缝像观察物体的实像是否完整。若物体实像左右不全，可适当加大狭缝宽度，或更换较小的物体。
5. 量取物光光程，并调整参考光路中反射镜M4和扩束镜的位置，使参考光光程与物光光程接近相等。
6. 调整连续渐变分束镜BS，使参考光与物光的光强比在4:1~8:1之间。
7. 关闭光电开关K，在暗室中、将全息干板装夹到干板架上，使乳剂G朝向物体，待稳定后进行曝光。曝光后对干板进行常规处理，即得一步彩虹全息图。
8. 将制得的彩虹全息图分别用记录时参考光和共扼参考光进行再现，观察物体的像和狭缝的像，并注意它们各自的位置和虚实。
9. 再现时若用黑纸挡住全息图的大部分，而只从未被挡的那一小部分观察再现像，您发现了什么现象?
10. 在白光下观察彩虹全息图的再现像。观察时需先将全息图相对原来记录的位置在面内旋转90。，使躺倒的物体像正立起来。照明的方向应与原参考光的方向基本一致。在铅垂方向上改变观察位置，再现像的颜色将会变化;在水平方向上改变观察位置，再现像将具有立体感。当人眼与全息图之间的距离变化时，观察再现像的颜色有何变化?
11. 实验完毕后，请教师检查实验结果，请教师在实验报告册上签字。
第二部分：实验
(一) 
注意事项
1. 不要让激光直射眼睛，避免灼伤眼睛；
2. 激光电源输出是高压，注意不要碰到输出端；
3. 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸光学镜面；
4. 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
5. 禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。
(二) 实验原理（在对实验内容认真预习的基础之上，简要写出实验原理）
(三) 进行实验（参见“预习”中实验步骤）
第三部分：思考
1、与普通的离轴全息图相比较，一步彩虹全息图在记录和再现方面各有哪些特点。它们的主要区别是什么?
2、试设计一步彩虹全息图的赝像记录光路，并作简要说明。试分析真像记录光路和赝像记录光路各有哪些优缺点?
3、试分析一步彩虹全息图对成像透镜、狭缝、参考光源和再现光源各有什么要求?如何合理选择?
实验3 全息应力分析
第一部分：预习
(一) 实验目的
1. 掌握二次曝光法检测物体表面及内部缺陷的基本原理，加深对全息干涉计量基本原理的理解；
2. 学会用全息光弹法进行应力分析，并根据再现的干涉条纹形状，定性分析其形变和应力情况。
(二) 实验光路
La－激光器 BS－分束镜 M1、M2、M3－全反镜 Lc1、Lc2 -成像透镜 Lo1、Lo2－扩束镜
H－全息片 SＦ－针孔滤波器
(三) 实验原理
在全息光弹法中，可采用实时法和二次曝光法。实验光路如图所示。实验试样0用准直激光束照明，通过试样的物光包含有试样的信息，它照射在全息干板H上。参考光R也是准直光束，它从另一角度照射H，因而在H上可获得试样的全息图。
二次曝光法是在同一块全息干板上作两次曝光，一次是记录初始物光波(相当于普通干涉的标准波面)的全息图；另一次是记录变化以后的物光波(相当于测试波面)的全息图。这两个全息图记录在同一块全息干板上；记录时顺序也可以颠倒。记录好的干板经显影、定影等处理后用原参考光照明，则在同一个衍射级里可同时再现两个物体的虚像，一个是初始状态下物体的像;另一个是受力变形后物体的像。这两个物光波面是相干的，在位相相同的部位，它们的振幅相加，形成亮条纹；在位相相反的部位，它们的振幅相减，形成暗条纹。根据附加在物体像上的这些明暗相间的干涉条纹(等差线和等倾线)，通过测绘和计算，可以求出物体上各点的应力方向和大小。
(四) 实验步骤:
1. 按实验光路图安排好光路。参考光与物光的光束比一般在1：1-5：1之间。物光的夹角大约20。这样可避免在再现时参考光不至于太耀眼，以便于观察干涉条纹。试样采用两面经过抛光的有机玻璃圆环，用加力器夹持。
2. 用二次曝光法记录全息图，关闭光电开关K，在干板架上安装全息干板，记录对试件施加最佳力时物体的全息图，然后释放加在试件上的力，稳定一分钟后进行第二次曝光，记录初始状态下物体的全息图。两次记录的曝光时间大致相等。这是减载法。也可以与上述作法相反，采用加载法，在物体初始状态下进行第二次曝光；然后给物体加力，加到最佳力的数值后进行第二次曝光。
3. 取下全息干板进行常规处理，所制得的全息图用原参考光再现，可以看到重现的物体像上叠加着干涉条纹，这些条纹包括等差线和等倾线。通过分析这些条纹，可以测出物体内应力的方向和大小。由等倾线可以测出试件上各点的主应力方向，由等差线可以测出试件上各点的主应力差值。
4. 实验完毕后，请教师检查实验结果，请教师在实验报告册上签字。
第二部分：实验
(一) 注意事项
1. 不要让激光直射眼睛，避免灼伤眼睛；
2. 激光电源输出是高压，注意不要碰到输出端；
3. 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸光学镜面；
4. 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
5. 禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。
(二) 实验原理（在对实验内容认真预习的基础之上，简要写出实验原理）
(三) 进行实验（参见“预习”中实验步骤）
第三部分：思考
1. 试分析比较实时法和二次曝光法全息干涉应力分析的优缺点。
2. 如果物体是透明体，试设汁一个拍摄该物体二次曝光全息图的实验光路
实验4 阿贝-波特实验
第一部分：预习
(一) 实验目的
1. 验证阿贝成像原理，理解成像过程中的“分频”和 “合成”作用;
2. 掌握方向滤波、高通滤波、低通滤波等简单的滤波技术，观察各种空间滤波所产生的滤波效果，理解空间滤波的原理，加深对光学信息处理实质的认识。
(二) 实验仪器
光具座、He-Ne激光器、单色傅氏透镜、准直镜、扩束镜、一维Ronchi光栅、复合光栅、正交光栅（或网格）等。
(三) 实验光路
图4－1 阿贝－波特实验
L0－扩束镜；Lc－准直透镜；L1、L2－傅立叶透镜；P1－输入面（物面）；P2－输出面（观测屏）；F－频谱面；Lf－放大镜（用于观测观测屏上所成的像）。
(四) 实验原理
空间滤波是光学信息处理的一种重要技术。阿贝—波特实验是空间滤波的典型实验。它虽然早在1893年和1906年就分别由阿贝和波特首先提出和完成，但因为它极为形象地验证和演示了阿贝成像原理，是傅里叶光学的最基础的实验，因而很有必要重复这个实验。
阿贝成像原理认为透镜的成像过程可以分成两步：第一步是通过物的衍射光在透镜的后焦面(即频谱面)上形成空间频谱，这是衍射所引起的“分频”作用；第二步是代表不同空间频率的各光束在像平面上相干叠加而形成物体的像，这是干涉所引起的“合成”作用。成像过程的这两步本质上就是两次傅里叶变换。如果这两次傅里叶变换是完全理想的，即信息没有任何损失，则像和物应完全相似。如果在频谱面上设置各种空间滤波器，挡去频谱中某一些空间频率成份，则将会使像发生变化。空间滤波就是在光学系统的频谱面上放置各种空间滤波器，去掉(或选择通过)某些空间频率或者改变它们的振幅和位相，使二维物体的像按照要求得到改善。这也是相干光学处理的实质所在。
典型的空间滤波系统是4f系统如图所示，这也是相干光学处理的典型光路．L1L2是一对焦距为f的傅里叶变换镜头，二者之距离等2f，即L1的后焦点与L2的前焦点重合。
设输入面p1上物的复振幅透射系数为t(x0,y0)，根据透镜的傅里叶变换性质，在透镜l频谱面F上将得到物体的频谱T(ξ,η).若在频谱面上放置透射系数为F(ξ,η)的空间滤波器，则光波通过空间滤波器后的复振幅为T?F。
根据卷积定理，在输出面上即像面上得到的复振幅分布为
式中已经假定(x0’,y0’)相对于(x0,y0)取反射坐标。上式表明，在输出面上像的复振幅分布是物体透射系数与滤波器透射系数逆变换的卷积。
在本实验中，用一块正交光栅作为物，将它置于傅里叶变换镜L1的前焦面上，并用准直的激光束垂直照明。这时，频谱面入上可观察到一个二维的分立光班阵列，这就是正交光栅的频谱，也就是的物体透射系数的傅里叶变换。该频谱函数经过变换镜头L2的变换作用，在输出面上得到正交光栅的像。经过两次傅里叶变换后得到一个坐标反射的原函数。如果在频谱面上采用不同的中间滤波器来改变频谱函数，则可得到不同的输出函数，从而实现了空间滤波。
(五) 实验内容：
1. 验证阿贝成像原理
阿贝成像原理认为，透镜的成像过程可以分成两步:第一步是通过物的衍射光在透镜时后焦面(即频谱面)上形成空间频谱，这是衍射所引起的 "分频"作用;第二步是代表不同空间频率的各光束在像平面上相干叠加而形成物体的像，这是干涉所引起的"合成"作用。搭设光路，观察现象。
2. 空间滤波
用一块Ronchi正交光栅(或网格物)作为物，将它置于傅里叶变换镜头的前焦面上，并用准直的激光束垂直照明。选择适当的空间滤波器在频谱面上进行空间滤波，观察成像情况并作解释。自己制作简单的空间滤波器，如低通滤波器，高通滤波器，带通滤波器，方向滤波器等。
(六) 实验步骤
1. 仔细分析图上所示4f系统光路图，考虑各光学元件需要放置的合适位置，以及各元件间距与导轨总长之间的关系。（注意：4f系统中，最后一个f可延伸至导轨外面）
2. 打开激光光源，调节扩束镜与准直镜之间距离，使出射光为平行光。
3. 得到平行光后，固定扩束镜与准直镜位置。然后取下扩束镜与准直镜，进行光路各光学元件的调整。
光路光学元件光轴的调整过程中，需要注意的问题：
① 首先调整激光器，使出射激光与导轨平行。
② 由远及近，依次调整各光学元件的光轴，使各元件光轴都与激光共轴。
③ 调节光学元件光轴的方法：通过调节镜子的x、y、z、扭转、俯仰等方向，使所有反射光点都回到激光器的出光口。
4. 调节光路共轴后，在物面上放入一维光栅，在频谱面上观察其频谱形状，并记录；然后取下一维光栅，放入复合光栅，观察其频谱形状，并记录。两者比较，思考并加深对卷积定理的理解。
5. 取下复合光栅，放入网格物，观察网格物的频谱，观察网格物所成的像（由于网格较密，所成像不清晰，可在观测屏前放置放大镜来观察），并对频谱与像进行记录。
6. 利用各种滤波器，对网格物的频谱进行滤波处理，观察滤波后网格物的像，记录现象并在表中填出相应的结果。
7. 实验完毕后，请教师检查实验结果。确认完毕后，将实验用器件小心卸下、包装好，并装进塑料袋中，整齐放入盒中后，请教师在实验报告册上签字。
第二部分：实验
(一) 注意事项
1. 注意人身安全，不要让激光直射眼睛；
2. 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸镜片、光栅；
3. 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
4. 禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。
(二) 实验原理（在对实验内容认真预习的基础之上，简要写出实验原理）
(三) 进行实验（参见“预习”中实验步骤）
1. 观察并记录一维朗奇光栅、复合光栅、正交光栅（或网格）的频谱，理解分频的过程。
一维朗奇光栅：
复合光栅：
正交光栅（或网格）：
2. 利用现有的滤波器，选取合适的滤波器进行空间滤波实验，得到“说明”一栏中所描述的像。根据输出要求，把滤波器、通过滤波器后的频谱及滤波后输出的图像填入表内。
(四) 把空间滤波光路改变成单透镜滤波光路（如图4－2所示），再重做一下实验。
图4－2 单透镜空间滤波光路示意图
第三部分：思考
1. 与4f系统相比，单透镜光路具有那些特点及优点？
2. 运用空间滤波理论知识和实验中观察到的各种现象，解释表中实验结果，并回答为什么采用一维方向滤波，让45度斜方向衍射分量通过时输出平面的条纹间距比水平和竖直分量通过时的条纹间距小？
3. 频谱面的位置是任意的吗？一定在透镜的后焦面处吗？结合4f光路和单透镜光路总结一个规律性的结论。
4. 一张带有圆形棋子的棋扳底片，现要求去掉棋盘网格而保留棋子，试设计此实验。
实验5 θ调制法空间假彩色编码
第一部分：预习
(一) 实验目的
1. 掌握θ调制法假彩色编码的原理，巩固和加深对光栅衍射基本理论的理解;
2. 掌握用θ调制法进行空间假彩色编码的方法，并作曲相应的实验结果，加深对阿贝二次成像理论和空间频率滤波的理解，为今后学习其他假彩色编码方法打下基础。
(二) 实验仪器
光具座、白光光源、He-Ne激光器、白光傅氏透镜、准直镜、扩束镜等
(三) 实验光路（或搭建4f系统）
图5-1 θ调制法空间假彩色编码
S－白光光源（汞灯或溴钨灯）；L0－聚光灯；Lc－准直透镜；D－小孔光阑（可不用）；
L－透镜；P1－输入面（物面）；P2－频谱面；P3－输出面（像面）。
(四) 实验原理
θ调制法假彩色编码是阿贝二次衍射成像理论的一种巧妙的应用。它是先用不同方向的光栅分别调制图像的不同部分，制成θ调制片(或称光栅调制片)，然后将其置于4f系统的输入面上，并用白光照明在频谱面上进行适当的空间滤波处理，便可在输出面上得到假彩色图像。
在一透镜前方放置一块栅线平行等距的光栅，当用一束单色平行光垂直照明时，在透镜
的后焦面(即频谱面)上会形成光栅衍射的离散频谱点，其排列方向垂直于光栅栅线的方向。如果有一个二维图像，其不同部位受到方向不同的光栅的调制，则频谱面上频谱点的分布也对应于不同的方向。在图中所示的盆景图像，花、叶、杆、盆各被方向不同的光栅所调制，因而它们的频谱也位于不同的方向(均与其光栅栅线垂直)。如果挡去水平方向的频谱点，则对应的花的图像消失。同样，如果挡去任一方向的频谱点，则与其对应的那部分图像就会消失。可见，输入图像中的各个部分的频谱，只存在于调制光栅的频谱点附近，这显然是由于各部分图像频谱与其对应的调制光栅的频谱卷积的结果。
如果用白光光源照明θ调制片，则在频谱面上得到色散的彩色谱斑。每个彩色谱斑的颜
色分布都是从外向里按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的顺序变化。这种现象是易于理解的，因为光栅衍射角的大小与入射光的波长有关。红光的波长最长，故衍射角最大，分布在最外；而紫光的波长最短，故衍射角最小，分布在最里。如果在频谱面上放置一个空间滤波器，让不同方位的谱斑通过不同的颜色，则在像面上可以得到彩色像。例如，让水平谱斑的红色部分、竖直谱斑的蓝色部分、左斜方向频斑的绿色部分和右斜方向谱斑的紫色部分通过，在像面上就得到红花、绿叶、紫杆、蓝盆的彩色像；由于这种方法是利用不同方位的光栅对图像进行调制，因此称为θ调制法。又因为它是将图像中的不同空间部位 "编"上不同的颜色，故又称空间假彩色编码。
(五) 实验步骤
1. θ调制片的制作（本次实验中，调制片已有，本步骤略过）
先设计一幅二维图像，根据需要将图像分成几个部分，每一部分都做成空心图案。然后
将图案与干板紧贴在一起制作光栅，每一部分图案上制作的光栅方向不同。光栅的空间频率以50c/mm、或l00c/mm为宜。
2. 空间滤波，观察假彩色图像
1) 将白光光源的连接线与电源相连接，红端接正极，黑端接负极。
2) 利用白光光源，调节聚光镜与准直镜之间的距离，使输出光为平行光。然后将两镜位置确定。
3) 确定好可产生平行光的聚光镜与准直镜位置后，将白光换为He－Ne激光，搭建光路（光路可按照图5－1所示搭建，或者搭建4f系统光路），调节各元件共轴（按照光路图倒序依次调节各元件光轴）。
4) 光路调节好后，将激光换为白光。
5) 将已有的θ调制片放置在光路的物面上，然后在频谱面安放一张不透光的白纸，可观察到其上有一系列彩色谱斑，并记录。思考该θ调制片与一维光栅的关系。
6) 对θ调制片的频谱进行滤波处理，在像面上得到具有红黄绿（或其它颜色）三种颜色的像。（根据各部分图像所需要的颜色，用针扎小孔或用细的卫生香烧洞的方法，让各谱斑中相应的颜色通过，并在像面P3上观察假彩色像。记录滤波过程及现象）
7) 重新调节光路，搭建4f系统。重新进行θ调制假彩色编码的实验。
8) 实验完毕后，请教师检查完毕后，将实验用器件小心卸下、包装好，并装进塑料袋中，整齐放入盒中后，请教师在实验报告册上签字。
第二部分：实验
(一) 注意事项
1. 注意人身安全，不要让激光直射眼睛；
2. 注意光学仪器的清洁，禁止用手触摸镜片、光栅、θ调制片；
3. 所有元器件（尤其是透镜）要轻拿轻放；
4. 禁止从其它实验台上拿取任何器件，器件损坏要及时报告。
(二) 实验原理（在对实验内容认真预习的基础之上，简要写出实验原理）
(三) 进行实验（参见“预习”中实验步骤）
(四) 用图示说明所观察到的θ调制片频谱图、及对频谱滤波处理后的频谱、观察到的假彩色像。
第三部分：思考
1. 实验过程中，得到的输出像往往出现串色现象，这是如何引起的？应采取什么措施来克服串色现象？
2. 用白光再现时，大部分光能向四周辐射损失掉了，因此光能利用率低，再现象亮度不够，要改善上述缺点，可从哪些方面改进？