实验一全息照相

信息光学基础实验 目 录 实验一 全息照相 实验二 制作全息光栅 实验三 阿贝成像原理和空间滤波 实验四 θ调制和颜色合成 实验一 全息照相 一.实验目的 了解全息照相的基本原理，学习拍摄全息图与再现立体图像的方法。 二、实验原理 全息照相是一种新型的照相技术。早在1948 年伽柏（D . Gabor ）就提出了全息原理。60 年代初激光的发明使全息技术得到迅速的发展，并在许多领域得到了广泛的应用。 无论从基木原理上，还是从拍摄和观察方法上，全息照相与普通照相都有本质的区别。普通照相基于几何光学的透镜成像原理，它所记录的是物通过透镜成像后，像平面上的光强分布，而失掉了光波的另一个信息——位相，因而只能呈现一个平面图像，而失去了立体感。全息照相是基于干涉、衍射的原理。它的关键是引入一束相干的参考光波，使其和来自物体的物光波在个全息干板处相干涉，底片上以干涉条纹的形式记录下物光波的全部信息—— 强度和位相，这就是全息照相名称的由来。经过显影定影等暗室处理后，底片上形成明暗相间的复杂的干涉条纹，这就是全息图。若用与参考光相同的光束以同样 的角 度照射全息图，全息、图上密 密 的干涉条纹相当 于一块 复杂的光栅 ，在光栅 的衍射光中 ，会 出现原来的物光波，能形成原物体的立体像。因此 ，全息照像可 分为 全息记录和波前 重 现两个基本过程 ，它们 的本质就是干涉和衍射。 （一）.投 射式全息照相 透射式全息照相是指 重 现时 所观察的是全息图透射光的成像。下面对 平面全息图的情 况 做 具 体的数 学描 述 。 1.全息记录 设 来自物体的单 色 光波在全息干板平面（平面）上的复振 幅 分布为 ： 称为 物光波。同一波长 的参考光波在于平板平面上的复振 幅 分布为 ： 称为 参考光波。平板上总 的复振 幅 分布为 ： 干板上的光强分布为： 将（l ) , ( 2 ) , ( 3 ）式代入（4 ）式中，得出： 适当控制曝光量和冲洗条件，可以使全息图的振幅透过率t ( x , y ）与曝光量E （与光强I 成正比）成线性关系， α，β为常数。这就是全息图的记录过程。 由上面的描述可知，底片上干涉条纹的反衬度为： 其中 干涉条纹的间距则决定于（ΨR-ΨO）随位置变化的快慢。对一定的ΨR，АR 来说，干涉条纹的明暗对比反映了物光波的振幅大小，即强度因子，干涉条纹的形状间隔反映了物光波的位相分布。因此底片记录了干涉条纹...