全息照相全息照相

——电科 091 储佩佩

全息照相

☆全息照相简介☆全息照相与一般照相的区别☆实验目的☆实验原理☆实验器材☆实验内容☆注意事项☆实验感想

19481948 年，英国科学家丹尼斯年，英国科学家丹尼斯 ---- 盖伯盖伯

提出了一种新的成象原理提出了一种新的成象原理 , , 即通过物光即通过物光

与参考光的干涉，记录物光波前上各点与参考光的干涉，记录物光波前上各点

的全部信息的记录方法。并随着激光的的全部信息的记录方法。并随着激光的

出现，发展成科学技术的一个新领域。出现，发展成科学技术的一个新领域。

盖伯也于盖伯也于 19711971 年获得诺贝尔物理学年获得诺贝尔物理学奖。奖。

全息照相简介

全息照相与一般的相机有什么区别全息照相与一般的相机有什么区别

项目 全息照相 普通照相

原理 光的干涉、衍射等物理光学原理

几何光学的透镜成像原理

记录 振幅、位相分布 振幅分布

记录在介质上

物光和参考光的的干涉条纹

像

将底片分成小块

每块可再现完整的图像，但分辨率下降

每块图像不完整，但分辨率不变

物体与底片上

不存在一一对应关系

存在一一对应关系

全息照相与普通照相的区别

实验目的

1. 学习全息照相的实验技术，拍摄合格的全息图。

2. 理解全息照相的原理，再现和观察全息图。

3. 了解摄影暗室技术。

实验原理

全息照相中所记录和重现的是物理光波（简称物光）波前的振幅和相位，即全部信息，全息照相的名称由此而来。由于感光乳胶和一切光敏元件都是“相位盲”，不能直接记录相位，必须借助于一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光的干涉条纹，间接地记录下物光的振幅和相位，直接观察拍好的全息图，看不到像，只有照明光按一定的方向照在全息图上，通过全息图的衍射，才能重现物光波前，使我们看到物的立体像，故全息照相包括波前的全息记录和重现两部分内容。

拍摄全息照片的原理图拍摄全息照片的原理图

实验器材干板架

物体

反射镜

He-Ne激光器

定时阀

分束镜全息平台

扩束镜扩束镜

实验内容 （ 1 ）调节参考光 R与物光 O的光程近似相等

由于光波的相干长度有限，两束光的光程差若超过其相干长度，就不会形成干涉。光程差越小，物光与参考光的空间相干范围就越大，用照相术语讲，即景深越大，效果越好。

(2)(2) 调节参考光调节参考光 RR 与物光与物光 OO 的夹角在的夹角在 30°30° 到到 40°40° 之间之间

角度太小，再现时不易观察，角度太大角度太小，再现时不易观察，角度太大 ,, 条纹太密条纹太密，拍摄易失败。 ，拍摄易失败。

（ 3 ）调节参考光 R 与物光的光强比在 2:1 到 10:1 之间。

（ 4 ）对感光材料的要求 --------高分辨率

（ 5 ）关闭照明灯，安装全息干版后，进行曝光，时间 可控制在 10~15s ，在弱绿光下显影和定影，时间长短主要取决于药方和药液温。

（ 6 ）将清水冲过又经干燥全息片面对扩束的激光，观察虚像和实像。

干板的冲洗干板的冲洗

显 影显 影 停 显停 显 定 影定 影

脱 水脱 水 水 洗水 洗 漂 白漂 白

干 燥干 燥

干板处理过程：

（ 1 ）显影。显影液中显影约 2~3 分钟，并不停地搅动。显影时间与干板曝光量有关，也有显影液使用时间有关。所以在显影过程中应注意干板黑度变化，黑度适中为止。显影过程中可以将干板拿出显影液观察。但要注意当干板有一定黑度后，拿出显影液后先到清水中清洗以暂停显影。如果黑度不够，可以放回显影液中继续显影。 （ 2 ）停影。干板显影后，立即放入清水中漂洗，使干板停止显影，同时查以使干板上的显影液被清洗掉。 （ 3 ）定影。干板在定影液中定影约 1 分钟即可，对于需要长期保存的干板，定影时间应超过 10分钟。

注意事项

• 1 、千万不要直视经过聚焦的激光光束或者由镜面反射回来的聚焦光束，以免照成视网膜的损伤，观察光斑时应将激光照射在白屏上进行观察。

• 2 、严禁用手触摸所有光学元件的表面。• 3 、拍摄全息照片时，室内要保持安静，千万不要触及防震平台。

实验感想

通过对全息照相实验的研究，体会到了学习物理实验的乐趣，实验过程虽有时会遇到一些问题，但是通过反复的试验，最终得到满意的结果非常开心，比如说在显影定影的时间控制上，通过测试脉搏的方法来判定时间，结果拍出的照片非常的清晰。自己也了解到全息在现代生活领域的许多应用，尤其是对新的印刷技术的期待，总之这次的实验，收获颇丰。

谢 谢！