全息成像

全息成像是一种三维立体成像技术，基于物体反射光与参考光的干涉图案的衍射再现。本图具体通过光路图的形式展示了其原理，希望对你的理解有所启发。

全息成像

• 实验简介
  • 光学全息照相是利用光波的干涉现象，以干涉条纹的形式，把被摄物表面光波的振幅和相位信息记录下来，它是记录光波全部信息的一种有效手段。
  • 早在1948年伽柏(D.Gabor)已提出全息照相原理，但直到1960年，随着激光器的出现，获得了单色性和相干性极好的光源，才使光学全息照相技术的研究和应用得到迅速的发展。
  • 光学全息照相在精密计量、无损检测、遥感测控、信息存储和处理、生物医学等方面的应用日益广泛。另外还相应出现了微波全息，X光全息和超声全息等新技术，全息技术已发展成为近代科学的一个新领域。在摄影艺术、精密计量、无损检测、信息处理、遥感图像分析，生物 医学和国防科研中具有广泛的应用。
• 实验目的
  • ①了解光学全息照相的基本原理和主要特点
  • ②学习静态光学全息照相的操作技术;
  • ③观察和分析全息图的成像特性。
• 实验原理
  • 描述
    • 物体发射或反射的光波比较复杂，一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加
    • 光在传播过程中，借助于它们的频率、振幅和相位来区别物体的颜色（频率）、明暗（振幅平方）、形状和远近（相位）
  • 记录
    • 原理
      • 光的干涉
        • 物光和参考光在感光板上相干叠加形成空间三维干涉图样
      • 光路
  • 再现
    • 原理
      • 光栅衍射
        • 再现光通过干涉图案发生衍射，包含物象信息，在特殊位置可以重现物体的形状
      • 光路
• 实验内容
  • 全息照片的拍摄
    • 选择相干性好、工作稳定的光源
    • 搭建合理的光路，优化调节位置
    • 尽可能减小物光与参考光的光程差
    • 物光与参考光的发光强度比调节
    • 物光与参考光夹角的控制
    • 高分辨率、高灵敏度的感光底板
    • 良好的防震性
  • 全息照片的观察
    • 利用参考光照亮全息照片
    • 观察虚像的位置、大小和亮度
    • 观察实像大小、清晰程度等特点
  • 对比普通照相，总结全息成像的特点
• 注意事项
  • 绝对不能用眼睛直视未扩束的激光束
  • 拍摄时使用的光学元件应保持清洁，若光学面有沾染或灰尘，请老师处理，切勿用手或纸片擦拭
  • 全息拍摄曝光过程中，切勿触及全息防振台，人员也不宜走动、喧哗，以免造成振动干扰，影响拍摄质量、衍射效率、视场大小和清晰程度
• 问题思考
  • 如何调节物光和参考光的光强比？
  • 为什么物光和参考光的平均光强要大致相等？