全息照相实验心得体会
全息照相实验心得体会
全息照相术是利用干涉和衍射的原理将物体发射的光波以干涉条纹的形式记录下来，再在一定的条件下再现，形成与原物体完全相似的空间像。由于它记录的是物体原来光波的全部信息（振幅和位相），像十分逼真并具有立体效果，所以叫全息照相。
根据记录和再现方式的不同，全息术可分为多种类型，如菲涅耳全息、像全息、彩虹全息、合成全息等等。我们所做的全息照相实验的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳全息的特点是记录平面位于物体衍射光场的菲涅耳衍射区，物光由物体直接照到底片上，而无需变换透镜或成像透镜。
实验原理见大学物理实验第三册实验3.5.1全息术。
如图（1）所示布置光路。分束板采用反射率为5%的平晶，扩束镜用40Χ显微镜。选择漫反射性比较好的物体作为拍摄三维全息照相的物体。调好光路，使参考光与物光束的光强比为2:1~10:1，放上全息干板曝光，曝光后经适当冲洗，就完成了。再现的方法是将干板放在原光路中，把分束镜换成全反射镜，拿走物体，向着干板后原物体所在的方向看去就可以看到与原物体相似的明亮的像。
n 实验体会
在做实验时要注意，布置光路时要调节光学元件的高低和位置使激光束的高低与台面平行，并使参、物光的光程基本相等,二者的光程差控制在3cm之内.还有为了保证记录是线性的，应使参考光光强大于物光光强，照射到全息干版上的参考光和物光光强之比以2∶1至5∶1为好,否则拍出来后再现时会很模糊。还要注意投射到干板上的物光与参考光之间的夹角要略小于45度,以便观察时避开直射强光,夹角可以在25~45度之间选择.再有就是要调节物体使其反射的最亮的部分落在干板上，否则也很难成功,我拍摄时就是由于没有注意到这一点所以第一次没有拍出来。拍摄时还要注意每一光学元件都不能有任何微小移动或振动,轻微的振动或气流扰动只要使光程差发生波长数量级的变化,条纹都会模糊不清,因此拍摄时不能乱动.曝光时间和冲洗时间也要把握好,曝光的时间在10秒左右,显影时间也不要过长,只要底片变灰了就行,千万不能变黑了,定影3分钟,所有的时间要严格掌握才能保证成功.还有冲洗时可以用紫光或绿光灯,但千万不要被红光照到,否则就前功尽弃了.
n 实验扩展
l 物光扩展拍摄大体积物体三维的全息图----激光全息照相景深扩展方法之一
物体三维的全息照相是以干涉条纹的形式记录下物光波的信息，只有和参考光波干涉的物信息才能记录下来，没有和参考光干涉的物信息将损失掉。当被拍摄物体的尺寸大于激光器的相干长度是，从物体上各点漫射出的物光的光程和参考光的光程差就不会都小于激光器的相干长度，即并非物体上各个物点漫射出的物光波都能与参考光波相干叠加，而只有局部物点漫射的物光波才与参考光波相干涉形成全息图。全息图上只记录了这一部分物信息，再现时，就只能重现这一部分物光波，使再现像局部模糊甚至出现暗区。为了尽量减少丢失物体的信息，采用物光扩展的方法把物光分成两束或更多束，从不同方向分段照明物体。例如图（2）的双光束照明，有反射镜M5反射的光波充分照明被拍摄物体的左半部分，这一部分的各个物点漫反射的物光波的光程与参考光的光程差都小于激光器的相干长度，被拍摄物体的左半部分的全部信息都以干涉的形式记录下来了。同理由M3反射的光波充分照明被拍摄物的右半部分，右半部分的全部信息也都以干涉的形式记录下来。整个被拍摄物的全部信息完整地被记录而没有损失掉。再现时就不会出现局部模糊和暗区，得到清晰完整的再现像。
l 参考光扩展拍大景深物体组三维的全息图——激光全息照相景深扩展方法之二
在激光器的相干长度较短的情况下，具有较大景深的物体，其各个物点漫射的物光波与选定的参考光波的光程差常常不能都同时落在相干长度之内，对于那些不能满足相干条件的物点，需要选择另一束参考光，即对原来的参考光进行光程补偿，使补偿后的光程差重新落在相干长度之内。例如图（3），由BS2和M2、M3组成的三角形光路，使其中一部分参考光增大了光程。这一部分增大了光程的参考光R’’可与光程最长的那部分物光（O3上漫射来的光）相干涉，而不通过三角形光路的参考光与光程较短的那一部分物光（从O1、O2上漫射来的光）相干涉（O1、O2间距离小于激光器的相干长度）。这样，整个物体组的全部信息被记录下来了。