詳細(xì)介紹
全息照相實(shí)驗(yàn)臺(tái) 型號(hào):HAD-JQ-3
產(chǎn)品特點(diǎn):平臺(tái)含磁不銹板(1200×800㎜)工作臺(tái)(1200×800㎜)通用磁力表座(含精密垂直微調(diào)氦氖激光器(250)激光器調(diào)節(jié)架光電開(kāi)關(guān)曝光定時(shí)器平面反射鏡分束器(透70%反30%,透95%反5%)
擴(kuò)束鏡聚光鏡載物臺(tái)小景物干板夾二維調(diào)解架全息干版黑白屏橡皮泥
全息照相原理
通過(guò)大學(xué)物理學(xué)的學(xué)習(xí),我們知道,一般情況下,當(dāng)兩束相干光的位相相同時(shí),合成光源的振動(dòng)(相應(yīng)的光強(qiáng))就增強(qiáng),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(qiáng)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(qiáng)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(dāng)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(chǔ)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(xiàn)(重現(xiàn))。由于全息照片記錄的是兩相干光相互干涉的結(jié)果,因此,與原來(lái)的被攝物體毫無(wú)相似之處。然而,當(dāng)把全息圖放回原處,用相干參考光(此時(shí)稱(chēng)為再現(xiàn)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(fù)雜的光柵將發(fā)生衍射,在這些衍射光波中包含著原來(lái)的物光波,觀察者迎著再現(xiàn)光波方向即可觀察到一個(gè)逼真的、立體感很強(qiáng)的物體再現(xiàn)像。這是一個(gè)物光波前再現(xiàn)亦即成像的過(guò)程。不過(guò),如果再現(xiàn)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(zhǎng)的光混合而成的,全息照片上的干涉條紋,就要同時(shí)對(duì)各種波長(zhǎng)的光發(fā)生衍射。因而,全息照片上會(huì)出現(xiàn)很多重疊錯(cuò)位的像,使人無(wú)法看清楚。當(dāng)然,如果我們?cè)谌D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(xiàn)原物像的白光全息。
全息照相的分類(lèi)
全息圖的類(lèi)型可從不同觀點(diǎn)來(lái)分類(lèi),根據(jù)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(fù)振幅透過(guò)率系數(shù)(或反射系數(shù))分類(lèi)
如果全息圖的振幅透射系數(shù)是一個(gè)實(shí)函數(shù),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(shù)是一個(gè)復(fù)數(shù),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(shù)僅是位相因子的函數(shù),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(jié)構(gòu)分類(lèi)
全息圖中干涉條紋的結(jié)構(gòu)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(cè)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(dāng)物光波和參考光波自?xún)蓚?cè)入射到記錄介質(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。
3.按參考光波和物光波主光線的方向來(lái)分類(lèi)
按照參、物光波主光線的方向分類(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上[見(jiàn)圖3(a,b)],以球面波型參、物波為例,設(shè)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上[見(jiàn)圖3(c)],它的條紋形狀為回轉(zhuǎn)圓錐曲線的一部分。
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(fèi)全息圖和菲涅耳全息圖。設(shè)物面上的坐標(biāo)為,物面與全息圖的距離滿足條件:的則為夫瑯和費(fèi)全息。
而如果滿足條件為:的則為菲涅耳全息,如圖1所示。此外根據(jù)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。