XGZ-3全息照相系列讲义.doc

XGZ-3型全息照相系列实验装置讲 义天津市港东科技发展有限公司目 录1 用途12 仪器的成套性13 器件简介23.1 曝光定时器23.2 简易翻拍架和翻拍照明灯24 实验举例34.1 菲涅耳全息的记录与再现34.2 像面全息图44.3 彩虹全息图45 附录65.1 D19显影液配方65.2 停显液配方65.3 F5定影液配方6天津市港东科技发展有限公司XGZ- 3型全息照相系列实验装置使用说明书1 用途XGZ-3型全息照相系列实验装置除可用来做普通的菲涅耳全息照相实验之外，还能够进一步扩展和提升实验内容，支持像面全息，一步彩虹全息、全息资料存储和特征识别等课题的需要，可供高等学校教学实验使用。2 仪器的成套性序号名称规格型号数量备注1平台GSZ2型1.20.8m或1.51.0m1两种规格供选购2平台架1.2m 或1.5m平台用13氦氖激光器5mW14磁性座SZ-0325磁性座SZ-04106二维调节架SZ-0727透镜架SZ-0838干版架SZ-1239白屏SZ-13110载物台SZ-20111可调狭缝SZ-40A112小白板7050mm113曝光定时器0.199s114安全灯暗绿115扩束器f = 4.5/6.2mm各116分束器7:3,36mm117分束器5:5,7050mm118放大物镜1:3.5/75,带架119物镜50, f = 190,带架120物镜49, f = 110,带架121准直透镜f = 200,带架122毛玻璃8080mm123平面镜364mm224大平面镜70,带调节架125特定字符片带框126全息干版全息1型127小工艺品128点光源定位架1选购件序号名称规格型号数量备注1照相机135海鸥1选购2翻拍架简易型1选购3黑白胶卷ISO100/211选购4翻拍照明灯100W2选购5针孔滤波器SZ-521选购3 器件简介3.1 曝光定时器曝光定时器由受控光门、定时器和带线遥控按钮组成。使用前，插好220伏电源线，并将连接光门控制装置和遥控按钮的插头插入后面板上的航空插座。接通电源后，前面板上的绿色数码管发光。定时器的前面板（见图3-1）上有3个开关，从左到右依次是倍率选择开关、加减开关和设定按图 3-1钮。如果所需曝光时间在0.1-9.9s 范围内，须将倍率选择开关扳向“0.1”;如果所需曝光时间在1-99s 范围内，则须将此开关扳向“1”。在上述两个范围内，具体时间按设定按钮确定，由数码管显示。在0.1档，每按一下设定钮，数显改变0.1s，在1档，每按一下设定钮，数显改变1s。两档都是用+-开关控制增加或减少。若按住设定钮不动，几秒钟之后，计时数字即自动快速成增减。在0.1档增加直到9.9为止；在1档，到99为止。两档减小时，到0为止。在后面板上另设一个光门开关，利用它，便于在全息照相光路调整中作无定时开关控制，相当于T门之功能。3.2 简易翻拍架和翻拍照明灯简易翻拍架适于配合海鸥牌135照相机使用。翻拍时注意以下事项：3.2.1要尽量防止周围环境的杂乱光线进入翻摄工作区域。3.2.2防止或避免各种震动对翻拍的影响。照相机与翻拍架之间必须连接紧固；翻拍时工作现场周围不要有人走动；要避开室外大型机动车辆震动带来的影响；照相机不宜升得过高；曝光时最好启用“自拍”机构（参见照相机使用说明书）。3.2.3翻拍平面物件时，灯光照射方向应与镜头光轴成45（图3-2），两灯与被摄物中心要等距离。图3-23.2.4被摄资料文件必须摆放平整（与感光胶片平行）。原件的中心部位置于镜头的光轴上。3.2.5防止胶卷产生静电：要注意防止因卷片太快产生的静电，以免胶卷上出现火花放电痕迹。3.2.6翻拍照明灯配用100W磨砂灯泡，只限调光、曝光短时间使用，每次曝光后，必须立即关灯，待照相机卷片后或改变了曝光条件、翻拍另一张前再开灯、曝光，以保证安全。如果将翻拍照明灯当做普通台灯使用，必须换用不超过60W的灯泡。4 实验举例4.1 菲涅耳全息的记录与再现菲涅耳全息直接记录物光波和参考光波相干产生的干涉条纹，无须借助变换透镜或成像透镜，只要被摄物与记录介质距离满足菲涅耳衍射条件即可，是全息照相的基础实验。这里仅介绍如下两种光路。光路之一见图4-1。从激光器LA输出的光束经分束器BS分为两束；反射的一束又经平面镜M1反射，再经扩束器BE1扩束后作为参考光束投射到全息干版H上；透射的一束经扩束器BE2扩束后被平面镜M2反射到物体O上，产生漫反射，再被全息干版接收。所以全息图是记录了含有振幅和相位信息的干涉条纹。当用原参考光束照明全息图时，逼真的原始像即出现在物体原来的位置。图 4-1图 4-2光路之二见图4-2。从激光器LA发出的光束经平面镜M1反射后进入一个20倍的显微物镜，被扩束后，由分束器BS分成两路，一路反射到平面镜M3作为参考光束R投向全息干版H；另一路经平面镜M2反射到物上，发生物光束O，经漫反射到达H。这种全息记录像的重建与上例相同，也要用原参考光照射感光乳胶面，从另一面透过全息图观察三维虚像。4.2 像面全息图像面全息图或称聚焦像全息图。使被摄物靠近记录介质，或利用成像系统使物成像在记录介质上，同时加入参考光束，就可以拍摄像面全息图。图4-3是一种像面全息的记图4-3 录光路。激光束通过曝光定时器的光开半之后，至分束器BS，反射光束又被平面镜M1反射，经过扩束器BE1扩束后照亮物体，该物体由透镜L成像在全息感光板H上；而透过BS的光束被平面镜M2反射，再被扩束器BE2扩束，作为参考光束到达H，与物光束相干，记录于感光乳胶层。4.3 彩虹全息图彩虹全息图本质上也是像全息图，所不同者，在于记录彩虹全息图时，在被摄物和全息干版之间置一狭缝，再现物图4-4像时，也再现了狭缝像。如果用白光照明，眼睛在狭缝像位置观察，可见特定波长光的再现像，而当视线沿垂直于狭缝像方向移动时，再现像的颜色也随之发生变化。彩虹全息图有多种不同的记录光路，这里仅介绍两种一步法的实像记录光路。如图4-4所示，氦氖激光束被分束器BS分成两路，反射光束经扩束器扩束照亮物体O，该物用透镜L成一实像O，用干版架夹持的毛玻璃片FG观察到物的清晰像。透过BS的光束先后被平面镜M1和M2反射由扩束器SF扩束，被平面镜M3反射到毛玻璃上，成为参考光束。在物之后，用另一个干版架支起可调狭缝S，在离O适当远处也可以用毛玻璃接收到S的实像。图 4-5另如图4-5所示，记录彩虹全息图的又一种光路，其中狭缝S位于透镜L的焦点以内，狭缝像S与狭缝在透镜的一侧。物O在焦点以外，成像在L的另一侧，为赝像。再现时用与参考光束R共轭的R照明，形成狭缝的实像和物的虚像。眼睛在E处观察到物的虚像O是赝像。调节光路时注意，尽量使两路光程相等。5 附录5.1 D19