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    全息照相實(shí)驗臺

    描述:JQ-3型全息照相實(shí)驗臺是一臺多功能激光全息測試儀,主要應用于各類(lèi)院校近代物理實(shí)驗中的全息照像實(shí)驗以及相應的全息處理實(shí)驗。除了能拍攝各種全息照片還可以進(jìn)行彩虹全息,邁克爾遜干涉實(shí)驗或應用邁克爾遜干涉現象對全息實(shí)驗環(huán)境進(jìn)行有效的監控,從而提高全息實(shí)驗效果縮短拍攝等待時(shí)間;像面全息實(shí)驗,反射全息圖實(shí)驗,散斑圖實(shí)驗,全息光柵制作實(shí)驗,二次曝光全息干涉度量,全息無(wú)損檢驗。振動(dòng)物體的時(shí)間平均全息實(shí)驗。以及若

    更新時(shí)間:2018-01-23
    產(chǎn)品型號:JQ-3
    廠(chǎng)商性質(zhì):生產(chǎn)廠(chǎng)家
    詳情介紹

     

     全息照相原理

     

      通過(guò)大學(xué)物理學(xué)的學(xué)習,我們知道,一般情況下,當兩束相干光的位相相同時(shí),合成光源的振動(dòng)(相應的光強)就增強,反之,光波的振動(dòng)就減弱。而光的位相是隨位置變化的,因此,光波的振動(dòng)增強和減弱也隨位置而變化。這樣,在兩束光的交疊處就產(chǎn)生強弱相間的干涉條紋。條紋的分布情況反映了合成光波的位相在不同位置的變化情況。因此,利用兩束光的干涉所產(chǎn)生的干涉條紋可以有效地把位相的變化情況記錄下來(lái),全息攝影就是利用光的干涉把景物散射光波以干涉條紋的形式,即把光波的振幅和位相記錄在感光材料上,也就是說(shuō),把物體的全部信息都記錄下來(lái),因而具有獲得立體圖像的許多優(yōu)點(diǎn)。

      全息照相分為兩步。*步利用干涉法拍攝全息圖(全息照片),如圖1(a)所示。從激光器發(fā)出的相干光束,被分束鏡分成兩束光,一束光照明到被攝物體,從物體上反射或散射的物光射到感光膠片上。另一部分光束投射到反射鏡,被反射的光波直接照射到感光膠片上,這束光稱(chēng)為參考光。物光與參考光在膠片上迭加干涉,產(chǎn)生的干涉圖樣即記錄了物體振幅和位相的全部信息。這張具有干涉圖樣的膠片經(jīng)過(guò)適當曝光與沖洗處理后,就是一張全息圖(全息照片)。這一拍攝過(guò)程就是一個(gè)記錄或儲存信息(或波前)的過(guò)程。

      第二步是利用衍射原理進(jìn)行物體的再現(重現)。由于全息照片記錄的是兩相干光相互干涉的結果,因此,與原來(lái)的被攝物體毫無(wú)相似之處。然而,當把全息圖放回原處,用相干參考光(此時(shí)稱(chēng)為再現光束)照明全息圖時(shí),如圖1(b)所示,這張具有干涉圖樣的全息圖宛如一塊復雜的光柵將發(fā)生衍射,在這些衍射光波中包含著(zhù)原來(lái)的物光波,觀(guān)察者迎著(zhù)再現光波方向即可觀(guān)察到一個(gè)逼真的、立體感很強的物體再現像。這是一個(gè)物光波前再現亦即成像的過(guò)程。不過(guò),如果再現光束和原來(lái)的參考光束同向,得到的物像是虛像。如果用原相干光反向照射全息圖,則得到的物像是實(shí)像。如果不用激光而用白光去照射,由于白光是由多種波長(cháng)的光混合而成的,全息照片上的干涉條紋,就要同時(shí)對各種波長(cháng)的光發(fā)生衍射。因而,全息照片上會(huì )出現很多重疊錯位的像,使人無(wú)法看清楚。當然,如果我們在全息圖的拍攝過(guò)程中采用諸如彩虹全息和反射式傅立葉變換全息等記錄技術(shù),則可以獲得白光照明再現原物像的白光全息。

    圖1 全息記錄與再現原理
    (a)全息圖的記錄光路 (b)全息圖的再現光路與像

       
    全息照相的分類(lèi)

      全息圖的類(lèi)型可從不同觀(guān)點(diǎn)來(lái)分類(lèi),根據討論的需要下面僅從四個(gè)方面加以分類(lèi):

      1.按照全息圖復振幅透過(guò)率系數(或反射系數)分類(lèi)

      如果全息圖的振幅透射系數是一個(gè)實(shí)函數,即 ,則稱(chēng)這種全息圖為振幅型全息圖;如果全息圖的振幅透射系數是一個(gè)復數,即 ,則稱(chēng)這種全息為混合全息;如果全息圖的振幅透射系數僅是位相因子 的函數,則稱(chēng)其為位相全息圖。實(shí)際記錄材料有振幅型、位相型和混合型三種。位相型記錄材料又分為浮雕型和折射型。如果記錄介質(zhì)在曝光和處理以后厚度改變,折射率不變,它被稱(chēng)為浮雕型;反之,如記錄材料的厚度不變,折射率改變,則稱(chēng)它為折射型。用全息干版制作的全息圖,在顯影處理以后是振幅全息圖;如果經(jīng)過(guò)漂白處理以后則變?yōu)槲幌嗳D或混合型的全息圖。

      2.按全息圖的結構分類(lèi)

      全息圖中干涉條紋的結構與參考光的方向和波形密切相關(guān)。以平面參考和物波為例,如圖2所示,物光波和參考波自記錄介質(zhì)的同一側入射,這樣記錄的全息圖稱(chēng)為透射全息圖,此時(shí)記錄介質(zhì)中的條紋面接近垂直于表面。當物光波和參考光波自?xún)蓚热肷涞接涗浗橘|(zhì)上時(shí),如圖2所示,在記錄介質(zhì)中條紋面平行于表面,這樣記錄的全息圖稱(chēng)為反射全息圖。反射全息圖需要用較厚的記錄介質(zhì)才能記錄下多層條紋面。

    圖2 透射全息的結構

      3.按參考光波和物光波主光線(xiàn)的方向來(lái)分類(lèi)

      按照參、物光波主光線(xiàn)的方向分類(lèi),則又有同軸和離軸全息圖之分。同軸全息圖在記錄時(shí)物體中心和參考光源位于通過(guò)全息圖中心的同一條直線(xiàn)上[見(jiàn)圖3(a,b)],以球面波型參、物波為例,設物體為一點(diǎn)光源,參考光波是球面波,其同軸全息圖的干涉條紋是一組同心圓環(huán)或橢圓。離軸透射全息圖在記錄時(shí),物體和參考光與全息圖中心不在同一條直線(xiàn)上[見(jiàn)圖3(c)],它的條紋形狀為回轉圓錐曲線(xiàn)的一部分。

    圖3 三種全息圖的記錄光路
    (a)同軸,光軸垂直于全息圖 (b)同軸,光軸不與全息圖垂直 (c)離軸全息

      4.按物體與感光材料(膠片或干版)、傅立葉透鏡間的位置關(guān)系分類(lèi)

      全息圖可以分為夫瑯和費全息圖和菲涅耳全息圖。設物面上的坐標為 ,物面與全息圖的距離滿(mǎn)足條件: 的則為夫瑯和費全息。

      而如果滿(mǎn)足條件為: 的則為菲涅耳全息,如圖1所示。此外根據有無(wú)透鏡及物體與感光材料(膠片或干版)、傅立葉透鏡的位置關(guān)系等還可分為傅立葉變換全息圖、無(wú)透鏡傅立葉全息圖、像面全息圖、二維全息圖、三維全息圖、二維/三維全息圖等。

     

     

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