全息照相11.doc

全息照相实验名称： 全 息 照 相姓名 学号 班级 评分桌 号 教 室 第一实验楼117室 实验时间 2 0年 月 日 时段 一、实验目的1.了解全息照相基本原理和主要特点。2.初步掌握全息照相的拍摄和再现技术。二、实验仪器光学实验平台，He-Ne激光器（1.5mw），分束镜（1：1和1：9各一个），反射镜2个，扩束镜2个，被摄物体，曝光定时器，载物台，干板架，全息胶片（干板），显影液、定影液，暗盒。三、实验原理我们可观察到物体的亮暗、颜色、光的射向和距离远近，是因为人眼可以接收发自物体的 、 和 ，所以能从整体上辩认物体的全部特征。而普通黑白照相却只能记录 ；即使是彩色照相，也只比黑白照相多记录了 。二者都丧失了对 的记录。即丧失了 特征，所以只是物体的二维平面像。全息照相却不同，它借助于物理光学，利用物体 与另一个与 发生干涉，使 记录到 。这样， 不仅记录到了 外，还记录了 ，从而能再现物体的立体特征。但是，由于全息照相必须用 来照明物体，记录在底片上的是 与 的 条纹，而不像普通照相那样在底片上有一个与物体相似的像。因此，全息照相除了像普通照相那样需要在感光底片上记录 的信息外，还需要一个重现 的过程，这一过程称再现过程。这样，全息照相应分为 与 两个步骤。而且根据其记录与再现的手段不同，全息照相方法很多。全息像的记录：图1 （在图中补全光路）如图1为透射式离轴全息图的拍摄光路。（在图1中补全光路）全息像的再现： 全息像再现观察光路如图2所示。 图 2（在图中补全光路）全息照相的5个特点：（1） ；（2） ；（3） ；（4） ；（5） 。四、全息照相实验与步骤(一) 准备1. 认识实验元件（激光器电源、激光器、分束镜7:3、平面反射镜2 个、扩束镜2个、载物台、干版架、光照度计），熟悉元件的底座调节、倾角调节等螺钉的使用。轻拿轻放。干版（约5cm5cm）在查完光路后再发。2. 保证全息平台稳定。使用过程中不要扶、碰台面。3. 按下列步骤摆放各元件： 调整激光出射光路大致水平； 按实验光路图摆放好分束镜、平面反射镜、载物台、干版架等光学元件（暂时不放括束镜），注意载物台和干版夹相距约10 cm，载物台上沿和干版夹上沿相平，干版架尽量多朝向物体一些； 等高设置： 调整2个反射镜的位置及倾角（使用倾角调节螺钉）使物光和参考光能够照射到物体的相同位置，调好后把参考光路调回干版中心位置； 夹角调节：调节参考光路上的平面反射镜位置，使参考光与物光中心反射到底片上的光之间的夹角约为3040； 光程差近似为零：用软线从分束镜量起，判断物光和参考光到达干版处的光程是否相等。光程差约为0时效果最佳（平台上有直尺）。如果两光程相差较大，请调整物光光路上的平面镜的位置以缩小光程差（如调其它元件有可能改变夹角）； 物光与参考光的光强比：按光路图位置安放括束镜，遮住参考光，用光照度计测干版处的光强度（一般0.3为合适，如物光太弱请调节括束镜位置、物体反光角度或稍微减小干版夹与物体的距离）；再遮住物光，用光能量测量仪测干版处的光强度；使物光反射到干版处的光强度与参考光照到干版处的光强度之比在1:41:10 之内，通过移动扩束镜可改变该束光在干版处的强弱。TES1335型光照度计使用0.01 lux档位。调好后，同组两人各自独立判断 条件是否满足，如满足方可进行拍摄。(二) 拍摄：1. 在黑暗处取出干版，用手指轻推干版的一角，感觉有摩擦的一面为药面，感觉光滑的一面为玻璃面，将干版的药面要朝向被摄物体安放在干版夹上。注意：手不能碰到拍摄物。2. 将激光器开关抬起（离开桌面不要太远，以免牵动导线使激光器偏移），保持环境稳定2分钟，禁止走动和说话；3. 2分钟后打开激光器开关，进行曝光约15秒钟。关闭激光器开关，将已曝光的干版取下放回密封袋中。（手指勿接触底片中间位置）。一组拍摄完成后另一组再取出干版拍摄。(三) 冲洗干版： 显影 停影 定影 水洗 晾干1. 显影：闭灯（绿灯打开状态），将干版放入显影液中。注意观察干版，直到干版发灰发黑即取出（与标准片比较，不可太深或太浅）。因为显影液浓度可能有变化，所以显影时间不固定； 2. 停影：将干版放入停影液中约2030秒； 3. 定影：将干版放入定影液中约2030秒； 4. 水洗：在清水中两面冲洗一下即可；5. 晾干：水洗后，底片即可见光，拿到外面自然晾干；注意：显影为关键步骤，由于显影液浓度有变化，显影时间不固定。以暗室内的参考片为准（必须有条纹出现）。(四) 实像观察用参考光的共扼光照明，可在原物位置看到逼真的三维实像。但在实际操作中参考光的共扼光不易精确实现；能同时观察逼真的三维实、虚像的最好方法是参考光和照明光均用垂直入射的平行光。(五) 干涉条纹的观察全息图记录的是参考光束和物点上发出的光的干涉结果，和被“拍摄”的物体并无直接关系。事实上，将全息图底片显影后用显微镜进行检查，可以看到，全息图并不显示与被“拍摄”物有任何几何相似的形象，而是显示出一种复杂的干涉条纹。五、预习题1. 全息照相与普通照相的主要区别在哪里？2. 全息照相时记录在干板上的是什么？它的再现原理是什么？3. 为什么实验中要