全息照相感想和看法

1、全息照相實(shí)驗(yàn)的體會前段時間我做了全息照相的實(shí)驗(yàn)，體會頗深。我了解了全息技術(shù)的發(fā)展歷史和實(shí)際應(yīng)用， 全息照相的特點(diǎn)和基本原理，我知道怎么搭設(shè)實(shí)驗(yàn)光路，還逐步掌握了拍攝全息照片的技術(shù)， 學(xué)會了全息照片的再現(xiàn)方法。在實(shí)驗(yàn)中，首先我就在如何搭設(shè)光路圖上出現(xiàn)了問題，我搭設(shè)的光路圖總是不能將反射 光集中在一起，最后才發(fā)現(xiàn)時光路中幾個反射鏡之間的距離出現(xiàn)了問題。在對光的時候我的 底片架和被攝物不能全部得到均勻照明，最后還是在同學(xué)的幫助下才弄好。拍照片的時候是 比較好奇和興奮的，因?yàn)槲覐膩頉]在全部黑暗的情況下做過實(shí)驗(yàn)，我的實(shí)驗(yàn)儀器的激光強(qiáng)度 不夠，所以我用了比大家多5秒的時間來曝光，在洗照片的時候等待是焦急的

2、，我們都想快 點(diǎn)看看我們的實(shí)驗(yàn)成果，我也不例外。照片洗好后，老師讓我們先自己看自己的玻璃片，我 先是看不出來，有點(diǎn)失望，后來才發(fā)現(xiàn)時自己的方法出現(xiàn)了問題。之后我看到了自己拍攝的 三維圖樣還是有點(diǎn)成就感的，老師也說我拍的不錯。玻璃片我?guī)Щ貋淼?，現(xiàn)在還在我書桌的 抽屜里面。全息照相由英國物理學(xué)家蓋柏于1948年提出，用一個合適的相干參考波與一個物體的散 射波疊加，則可以將此散射波的振幅和相位的分布以干涉圖樣的形式記錄在感光板上，所記 錄的干涉圖樣稱為全息圖。如移出被攝物體，用相干光照射全息圖，透射光的一部分就能重 新模擬出原物的散射波前，于是重現(xiàn)一個非常逼真的三維圖像。1960年激光的出現(xiàn)促進(jìn)了全

3、 息照相術(shù)的發(fā)展，全息技術(shù)得到了不斷完善。蓋伯為此榮獲1971年諾貝爾物理學(xué)獎。解釋一 下全息的含義：它是指物體發(fā)出的全部光信息。全息照相通過記錄物體表面漫反射光的相位 和振幅信息，使全息照相與普通照相區(qū)別開來。所有光都有明暗強(qiáng)度、顏色、方向三種屬性，而黑白照相只能記錄光的強(qiáng)弱變化，而后 來的彩色照片除了能記錄光的明暗強(qiáng)弱外，還能記錄光的波長變化，從而反映出顏色的不同。 激光的出現(xiàn)，使可以記錄光的方向的三維全息照相成為可能。普通照相是利用幾何光學(xué)的原理，非相干光通過一系列透鏡反射折射成像，形成點(diǎn)點(diǎn)對 應(yīng)的關(guān)系。因此，如果相片失去一角，像的那部分信息也會永遠(yuǎn)失去，在平面上永不再現(xiàn)。由于只是記錄明

4、暗強(qiáng)度的關(guān)系，因此，照片上遮擋的部分也永不再 現(xiàn)。全息照相則是利用光的干涉和衍射原理，記錄光波本身和實(shí)物與參考光的相對位相，即 物體表面漫射的光波與參考光波的干涉圖。與普通照相不同的是，全息片上每一點(diǎn)都記錄了 物體所有漫射光的信息，因此即便是擋住全息圖的一部分，也能觀察到完整物體的相。當(dāng)然， 全息相無法用肉眼直接觀察，當(dāng)用一束與參考光波長方向完全相同的再現(xiàn)光照射時便可以看 到物體各個側(cè)面的立體像。由于全息照相立體性強(qiáng)，形象逼真，可以在展覽會上取得良好效果。已有利于珍貴藝術(shù) 品資料的收藏。激光方防偽技術(shù)也許是大家聽說最多的全息照相應(yīng)用，其實(shí)除了傳統(tǒng)方面的 應(yīng)用之外，激光照相有廣闊的應(yīng)用前景。全息

5、照相的應(yīng)用從信息儲存到圖像識別，從干涉計(jì) 量到無損檢測，從物體表面的研究到振動分析，滲透到軍事以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，甚 至進(jìn)入我們的日常生活，如產(chǎn)品商標(biāo)，書籍裝幀以及小工藝品等。首先在軍事上全息照相技術(shù)有著廣闊的應(yīng)用前景。一般的雷達(dá)探測技術(shù)只能判斷物體的 方位、距離，而如果應(yīng)用紅外線超聲波全息，則可以得到目標(biāo)的三維立體圖像，這種技術(shù)也 可用于水下目標(biāo)的探測，代替雷達(dá)。然而在水中、空中存在的擾動很大，如何向?qū)嶒?yàn)室中一 樣，減少外來因素的干擾，將成為該突破的關(guān)鍵。如果全息技術(shù)能夠用于電影或電視技術(shù)，那將帶來人民生活的一場變革。目前的立體電 影是利用光的偏振原理實(shí)現(xiàn)的，如果通過全息照相，將物體在

6、屏幕上顯示出來，則在觀眾面 前展示的將是有縱深的一幅立體的畫面。在醫(yī)學(xué)方面，全息技術(shù)也是前景廣闊。利用全息拍攝的人體器官照片，將會代替X射線 用來檢查人體器官有無病變，此原理同樣可用于工業(yè)機(jī)械零件探傷。此外，在保密方面，出 了已有的激光防偽技術(shù)外，高保密性能的加密模壓全息圖將是繼激光全息防偽技術(shù)后新的發(fā) 展，甚至我們除了制作三維全息圖外，還可以制造隨時間等變化的四維、五維全息圖，取得 更好的防偽和保密效果。正是鑒于全息照相的的以上特點(diǎn)，相信在將來的諸多領(lǐng)域中，都會讓我們看到全息照相 的身影。篇二：全息照相實(shí)驗(yàn)心得體會全息照相實(shí)驗(yàn)心得體會全息照相術(shù)是利用干涉和衍射的原理將物體發(fā)射的光波以干涉條紋

7、的形式記錄下來，再 在一定的條件下再現(xiàn)，形成與原物體完全相似的空間像。由于它記錄的是物體原來光波的全 部信息（振幅和位相），像十分逼真并具有立體效果，所以叫全息照相。根據(jù)記錄和再現(xiàn)方式的不同，全息術(shù)可分為多種類型，如菲涅耳全息、像全息、彩虹全 息、合成全息等等。我們所做的全息照相實(shí)驗(yàn)的原理是菲涅耳全息照相。菲涅耳全息的特點(diǎn) 是記錄平面位于物體衍射光場的菲涅耳衍射區(qū)，物光由物體直接照到底片上，而無需變換透 鏡或成像透鏡。實(shí)驗(yàn)原理見大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)第三冊實(shí)驗(yàn)3.5.1全息術(shù)。如圖（1）所示布置光路。分束板采用反射率為5%的平晶，擴(kuò)束鏡用40 x顯微鏡。選擇 漫反射性比較好的物體作為拍攝三維全息照相的物

8、體。調(diào)好光路，使參考光與物光束的光強(qiáng) 比為2:110:1，放上全息干板曝光，曝光后經(jīng)適當(dāng)沖洗，就完成了。再現(xiàn)的方法是將干板放 在原光路中，把分束鏡換成全反射鏡，拿走物體，向著干板后原物體所在的方向看去就可以 看到與原物體相似的明亮的像。n實(shí)驗(yàn)體會在做實(shí)驗(yàn)時要注意，布置光路時要調(diào)節(jié)光學(xué)元件的高低和位置使激光束的高低與臺面平 行，并使參、物光的光程基本相等,二者的光程差控制在3cm之內(nèi).還有為了保證記錄是線性 的，應(yīng)使參考光光強(qiáng)大于物光光強(qiáng)，照射到全息干版上的參考光和物光光強(qiáng)之比以2 : 1至5 : 1為好，否則拍出來后再現(xiàn)時會很模糊。還要注意投射到干板上的物光與參考光之間的夾角要 略小于45度，

9、以便觀察時避開直射強(qiáng)光，夾角可以在2545度之間選擇.再有就是要調(diào)節(jié)物體 使其反射的最亮的部分落在干板上，否則也很難成功，我拍攝時就是由于沒有注意到這一點(diǎn)所 以第一次沒有拍出來。拍攝時還要注意每一光學(xué)元件都不能有任何微小移動或振動，輕微的振 動或氣流擾動只要使光程差發(fā)生波長數(shù)量級的變化，條紋都會模糊不清，因此拍攝時不能亂動. 曝光時間和沖洗時間也要把握好,曝光的時間在10秒左右，顯影時間也不要過長，只要底片變 灰了就行，千萬不能變黑了，定影3分鐘，所有的時間要嚴(yán)格掌握才能保證成功.還有沖洗時可 以用紫光或綠光燈，但千萬不要被紅光照到，否則就前功盡棄了.n 實(shí)驗(yàn)擴(kuò)展l物光擴(kuò)展拍攝大體積物體三維的

10、全息圖-激光全息照相景深擴(kuò)展方法之一物體三維的全息照相是以干涉條紋的形式記錄下物光波的信息，只有和參考光波干涉的 物信息才能記錄下來，沒有和參考光干涉的物信息將損失掉。當(dāng)被拍攝物體的尺寸大于激光 器的相干長度是，從物體上各點(diǎn)漫射出的物光的光程和參考光的光程差就不會都小于激光器 的相干長度，即并非物體上各個物點(diǎn)漫射出的物光波都能與參考光波相干疊加，而只有局部 物點(diǎn)漫射的物光波才與參考光波相干涉形成全息圖。全息圖上只記錄了這一部分物信息，再 現(xiàn)時，就只能重現(xiàn)這一部分物光波，使再現(xiàn)像局部模糊甚至出現(xiàn)暗區(qū)。為了盡量減少丟失物 體的信息，采用物光擴(kuò)展的方法把物光分成兩束或更多束，從不同方向分段照明物體。

11、例如 圖（2）的雙光束照明，有反射鏡m5反射的光波充分照明被拍攝物體的左半部分，這一部分 的各個物點(diǎn)漫反射的物光波的光程與參考光的光程差都小于激光器的相干長度，被拍攝物體 的左半部分的全部信息都以干涉的形式記錄下來了。同理由m3反射的光波充分照明被拍攝物 的右半部分，右半部分的全部信息也都以干涉的形式記錄下來。整個被拍攝物的全部信息完 整地被記錄而沒有損失掉。再現(xiàn)時就不會出現(xiàn)局部模糊和暗區(qū)，得到清晰完整的再現(xiàn)像。l參考光擴(kuò)展拍大景深物體組三維的全息圖一一激光全息照相景深擴(kuò)展方法之二在激光器的相干長度較短的情況下，具有較大景深的物體，其各個物點(diǎn)漫射的物光波與 選定的參考光波的光程差常常不能都同時

12、落在相干長度之內(nèi)，對于那些不能滿足相干條件的 物點(diǎn)，需要選擇另一束參考光，即對原來的參考光進(jìn)行光程補(bǔ)償，使補(bǔ)償后的光程差重新落 在相干長度之內(nèi)。例如圖（3），由bs2和m2、m3組成的三角形光路，使其中一部分參考光增 大了光程。這一部分增大了光程的參考光r可與光程最長的那部分物光（o3上漫射來的光） 相干涉，而不通過三角形光路的參考光與光程較短的那一部分物光（從o1、o2上漫射來的光） 相干涉（01、o2間距離小于激光器的相干長度）。這樣，整個物體組的全部信息被記錄下來 了。篇三：全息照相大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)總結(jié)全息照相個人心得通過大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)的課程學(xué)習(xí)，將物理理論與實(shí)踐結(jié)合在一起，

13、在這過程中能夠發(fā)現(xiàn)很多的樂趣。實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，使我對一些物理知識、現(xiàn)象有了更深入 的認(rèn)識，也激發(fā)起我對物理實(shí)驗(yàn)的興趣和對物理現(xiàn)象探索的渴望。給我印象深刻的實(shí)驗(yàn)有很 多，如邁克耳孫干涉儀測波長實(shí)驗(yàn)、衍射光柵實(shí)驗(yàn)、霍爾效應(yīng)實(shí)驗(yàn)等。而全息照相立體效果 十分有趣，是物理學(xué)中一道別樣的風(fēng)景。全息照相的原理其實(shí)很簡單，利用干涉方法記錄了物體抵達(dá)攝影底片時光波的振幅與相 位的全部信息。它記錄的不是物體的幾何信息，而是物光與另一束與之相干的參考光抵達(dá)照 相底片的干涉條紋。所以，全息照片上一般看不到原物體的像，必須用原來的參考光照明， 才能看到原物體的立體像，這被稱為全息底片的再現(xiàn)。從全息照相和全反鏡普通照相對

14、比中，我們可以很容易發(fā)現(xiàn)全息照相的特別之處。普通照相通常是通過照相機(jī)物鏡成像，在感光底片平面上將物體發(fā)出的或它散射的光波（通常稱為物光）的強(qiáng)度分布（即振幅分布）記錄底片下來，由于底片上的全息圖的光路感光物質(zhì)只對光的強(qiáng)度有響應(yīng)，對相位分布不起作用，所以在照相過程中把光波的相位分布這個重要的信息丟失了。因而，在 所得到的照片中，物體的三維特征消失了。全息技術(shù)則完全不同，由全息術(shù)所產(chǎn)生的像是完 全逼真的立體像（因?yàn)橥瑫r記錄下了物光的強(qiáng)度分布和相位分布，即全部信息），當(dāng)以不同的 角度觀察時，就象觀察一個真實(shí)的物體一樣，能夠看到像的不同側(cè)面，也能在不同的距離聚 焦。實(shí)驗(yàn)過程中使用到的儀器主要有：激光全息

15、實(shí)驗(yàn)臺，he-ne激光器，光開關(guān)及曝光定時 器;其它需要的是：分束鏡一個，擴(kuò)束鏡兩個，全反射鏡兩個，被攝物體及放置物體的底座， 全息干版及底架以及暗室效果。拍好全息照相除了掌握它的原理步驟外，還有很多的關(guān)鍵點(diǎn)值得我們注意：（1）具有一定功率的相干光源；具有穩(wěn)定的操作平臺；要有合適的光路；（2）搭光路時要注意光斑是否均勻；物光和參考光在屏上要重疊，放置干版時要與該位 置一致；（3）搭好光路后要檢查光程差是否接近零、物光和參考光的夾角是否適當(dāng)（30。至50）、 以及物屏距離是否合適（10至15cm）、各元件間的距離盡可能拉大些；（4）裝底片時，藥膜面不能裝反；曝光時，不得走動，不能用手觸摸光學(xué)元件

16、的光學(xué)面， 不要隨意搬動和取下被攝物；激光器開啟后，不要中途關(guān)閉、直到實(shí)驗(yàn)完畢。（5）要獲得最終的全息圖，充分了解和學(xué)習(xí)感光底片的顯影、定影、沖洗等有關(guān)攝影的 暗室技術(shù)知識也是不可缺少的；顯影時間2分鐘左右，定影時間20分鐘左右。定影后的底片 應(yīng)放在清水中沖洗2分鐘。將全息照片放回原處，遮住物光，用參考光束照亮全息片，可觀 察到物體的像。全息照片有很多奇妙的特點(diǎn)：片上的花紋與被攝物體無任何相似之處，在相干光束的照 射下，物體圖像卻能如實(shí)重現(xiàn)。此外立體感很明顯（三維再現(xiàn)性），如某些隱藏在物體背后的 東西，只要把頭偏移一下，也可以看到。視差效應(yīng)很明顯。全息圖打碎后，只要任取一小片， 照樣可以用來重

17、現(xiàn)物光波。甚至是，在同一張照片上，可以重疊數(shù)個不同的全息圖。在記錄 時或改變物光與參考光之間的夾角，或改變物體的位置，或改變被攝的物體等等，一一曝光 之后再進(jìn)行顯影與定影，再現(xiàn)時能一一重現(xiàn)各個不同的圖像。全息照相是六十年代發(fā)展起來的一種立體攝影和波陣面再現(xiàn)的新技術(shù)。由于全息照相能 夠把物體表面發(fā)出的全部信息記錄下來，并能完全再現(xiàn)被攝物體光波的全部信息，因此，全 息技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。除光學(xué)全息外，還發(fā)展了紅外、微波和超聲全息技術(shù)，這些全息技術(shù)在軍事除用光波產(chǎn)生全息圖外，已發(fā)展到可用計(jì)算機(jī)產(chǎn)生全息圖。全息圖用途很廣，可作成各 種薄膜型光學(xué)元件，如各種透鏡、光柵、濾波器等，可在空間重疊，十分緊湊、輕巧，適合 于宇宙飛行使用。使用全息圖貯存資料，具有容量大、易提取、抗污損等優(yōu)點(diǎn)。全息照相的方法從光學(xué)領(lǐng)域推廣到其他領(lǐng)域。如微波全息、聲全息等得到很大發(fā)展，成 功地應(yīng)用在工業(yè)醫(yī)療等方面。地震波、電子