光学小论文-----杨鹏辉

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1、全息照相杨鹏辉摘要：随着科技进步，全息照相技术越来越成熟新颖。本文主要对全息照相技术给出基础性的介绍。包括全息照相的过程，原理，条件以及它和普通照相的区别等。以给读者展现出全息照相的优点和相关应用。对于更复杂的知识不作介绍。Abstract：Withtheprogressofscienceandtechnology,holographictechnologyismoreandmorematureandnovel.Thispapermainlyshowsafundamentalintroductionabouttheholographict

2、echnology,ineludingtheprocess,theprinciple,andthediffereneebetweenitandordinarycamera.Sothispagewillmakereadersknowtheadvantagesofholographyandrelatedapplications.Morecomplexknowledgeisnotintroduced・关键词:全息照相过程原理条件区别全息照相是一种利用光的干涉记录被摄物体反射或折射的光波的信息，再经过衍射还原物体立体影像的技术。它包括记录和波前再

3、现两个过程。—>全息记录激光器输出的光束分为两束,一束投射在记录介质（即感光底片）上，称为参考光束R；另一束投射到物体上，经物体反射或投射后产生物光束0z也到达记录介质。参考光束和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度,从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来。在记录介质上形成干涉条纹，这就是一张全息图。即全息图的实质就是干涉条纹花样。在全息图上记录了物光波前上的全部光信息，包括振幅和相位。为什么要记录物光波的波前的〃信息〃（即振幅和相位）呢？，为什么采取干涉法就能记录此信息呢？这就要从

4、我们的全息照相能达到的功能说起。全息照相能展现原物体的立体影像，而普通相机照相再洗出的照片做不到。这就是因为全息照相能记录物光波前的全部信息。所谓信息就是各点的振幅和相位。振幅反映了图像的亮暗，而根据相因子判别法,我们能判断物光波前的类型（平面波或球面波，汇聚或发散，波源的位置等）,所以相位反映了物体的位置（此点普通照相不能真实反应岀来）。所以准确记录物光波前的振幅和相位是实现立体成像的关键。我们采取干涉的方法记录它，则干涉条纹的形状间隔等几何特征反映了相位分布，条纹的反衬度反映了振幅的大小。将感光底板放在波前的位置上进行曝光，把干涉条纹

5、拍摄下来，进行线性冲洗后得到一张全息图。即通过干涉曝光和线性冲洗后我们把物光波前及其共觇波的复振幅记录了下来。—,波前再现波前再现的过程实际上是光的衍射过程。做法是用一束同参考光束R完全相同的光R'（实际不需要完全相同也可，只是效果差了一些）照射在全息图上。把R'称为照明波,照明波在全息图的遮挡下发生衍射，产生一个复杂的光波场。此波场总含有三个成分，即物光波的再现（+1级波）物光波额共觇波（级波），照明光波的照直前进（0级波）。在离轴记录和重现的全息照相装置中，这三列衍射波彼此分离，互补干扰。我们可观察到物光波的虚像及其共觇波的实像。三”

6、条件全息照相作为一个科技含量较高的技术需要的条件自然很高。除了一些必不可少的设备外还有与原理有关的原则性条件。如：1,光源必须是相干光源。因为记录波前需要用干涉法。激光具有非常好的时空相干性,是最理想的光源。2,全息照相系统要具有稳定性。由于全息底片上记录的是干涉条纹，而且是又细又密的干涉条纹，所以在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊，甚至使干涉条纹无法记录。比如,拍摄过程中若底片位移一个微米，则条纹就分辨不清。所以曝光时需避免实验台的震动。3,物光与参考光应满足物光和参考光的光程差应尽量小，两束光的光程相等最好,最多不能超过2c

7、m,调光路时用细绳量好；两束光之间的夹角要在30°~60。之间，最好在45。左右,因为夹角小,干涉条纹就稀，这样对系统的稳定性和感光材料分辨率进行展示,会得到非常好的效果。1,底片的分辨率要高。因为我们要在底片上记录又细又密的干涉条纹。普通的胶卷是达不到要求的。还有很多注意事项及需求不再——列举。四，全息照相和普通照相的区别1,普通照相以几何光学为基础，成像原理很重要；全息照相以干涉衍射等波动光学为基础。2,普通照相底片记录的是物点得光强（振幅）；全息照相底片记录了物点的全部光信息。3,普通照相对光源无特殊要求；而全息照相需用相干光源。4

8、,普通照相只能得到二维的平面图像,我们在相片上就能观察到；全息照相得到的是物体的立体影像,无法在一张胶片上成像”需要我们去在空间里观察。这也是最大的不同，是全息照相最大的特点。全息照相在成像方