全息技术(holography)课件

1、专题七专题七 全息技术全息技术(holography) 当代物理与技术专题七 全息技术(holography) n全息照相术是记录波动干扰的振幅和位相分布,及使之再现的专门技术.nHolos-全部的信息.n1948年,盖伯D.Gabor提出了全息术的最初设想。（研究电子显微镜时）n年获诺贝尔物理学奖。 一、概述 n普通照相的缺陷n人是借助于物体上各点所发出或反射出的光波频率振幅和位相的不同，来区别不同物体或同一物体上各部分间的颜色、形状、远近、高低等特征，而显现出立体的感觉。n普通照相：记录振幅、频率信息，不反映位相信息，是平面图像。n立体摄影：双眼体视效应，体视镜（用柱面透镜或偏振片做成），

2、左眼偏振片与右眼偏振片偏振化方向垂直。n全息照相：激光出现以后实现的。 2、全息照相的基本过程 利用波的干涉原理达到同时记录位相和振幅信息。干涉条纹的光强分布和形状与两个相干光束的振幅和位相密切相关。（） 全息记录：参考光与物光（反射或透射均可）在记录介质处叠加干涉，感光，显影，定影，全息图（） 全息再现全息图：复杂的光栅。 全息照相的基本过程 n 利用与拍摄时同样一束相干的参考光（再现光）从同一角度重新照明全息图，再现光经全息照片衍射后，其后面出现系列零级、一级、二级等衍射波。n零级衍射波：衰减后的入射光光束，不改变方向，形成均匀的背景光。n一级衍射波中（两个），一个在全息图前构成物体的虚像

3、，用眼睛就能观察到一幅逼真的原物立体形象，悬空地再现在原来位置上。另一个是一束会聚光，构成实像。 全息照相的基本过程n全息图就是物光和参考光的干涉条纹，干涉条纹的反衬度记录了物光波前的振幅分布，其几何特征（包括形状、间距、位置）记录了物光波前的位相分布。换句话说，全息图的记录过程是通过物光波对参考光波的调制过程来完成的。再现过程就是解调过程。再现的理论依据是衍射原理。 3、全息照相的特点 n 照相方法不同，信息量不同；n 观察方法不同，全息照片要再现；n 普通照片二维的平面图像；点点对应；n全息照片光栅结构，立体像；点面对应；n利用一个全息照片的碎片仍能重现出物体的全貌，只是分辨率受到影响。n

4、物光与参考光必须相干，是相干系统。Laser出现后，发展很快。 全息照相的拍摄要求 nlaser：很好的单色性，相干长度大于被摄物体的尺寸单模工作，要有足够的输出功率；拍运动物体要采用调装置。稳定的工作系统，避免振动、扰动引起的干涉条纹的移动。n防震工作台 要用分辨率较高的记录介质（溴化银照相乳胶），全息照相的拍摄要求n普通照片底片分辨率仅为100-200条/mm，全息照相的条纹达2000线/mm。从而记录介质要用超微粒的记录介质，分辨率达500-4104条/mm。 n物光 参考光 ：范围内。 选用有楔角的玻璃板。 二、全息照相的基本原理 n用平面光波照明的全息记录和再现。n1、记录过程n设参

5、考光为平面余弦波n物光参考光合成光场分布 2、再现过程 再现像是全息图干涉条纹衍射光线所构成。 三、全息图的类型 n平面全息图和体全息图nl表示记录介质感光层的厚度，d表示干涉条纹间距ndl为平面全息图ndl为体全息图，在厚度方面上将布满条纹n特点：角度选择，波长选择（布拉格条纹） 三、全息图的类型n2、同轴全息图和离轴全息图n3、透射全息图和反射全息图n4、菲涅耳型和夫琅和费型n5、振幅型、位相型，红外、微波、超声全息 6、计算机全息图（计算全息） 四、全息照相的应用n（） 全息光学元件n（） 全息干涉计量n （3） 全息信息存储 1、全息光学元件n全息光栅n全息滤光片n全息透镜 （两球面玻或一个平面玻一个球面光波选加） sinsind2、全息干涉计量n高精度非接触无损测量（对任意形状、表面）微应力、应变、振动分析、高速飞行体、流场等进行测量。n一次曝光：实时全息干涉法制作全息片后，须精确放置原位置。n二次曝光：双曝光全息干涉法物体变形前后的两个状态全息图干涉。n连续曝光：时间平均全息干涉法主