全息照相感想和看法_全息照相实验体会

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全息照相实验的体会

前段时间我做了全息照相的实验，体会颇深。我了解了全息技术的发展历史和实际应用，全息照相的特点和基本原理，我知道怎么搭设实验光路，还逐步掌握了拍摄全息照片的技术，学会了全息照片的再现方法。

在实验中，首先我就在如何搭设光路图上出现了问题，我搭设的光路图总是不能将反射光集中在一起，最后才发现时光路中几个反射镜之间的距离出现了问题。在对光的时候我的底片架和被摄物不能全部得到均匀照明，最后还是在同学的帮助下才弄好。拍照片的时候是比较好奇和兴奋的，因为我从来没在全部黑暗的情况下做过实验，我的实验仪器的激光强度不够，所以我用了比大家多5秒的时间来曝光，在洗照片的时候等待是焦急的，我们都想快点看看我们的实验成果，我也不例外。照片洗好后，老师让我们先自己看自己的玻璃片，我先是看不出来，有点失望，后来才发现时自己的方法出现了问题。之后我看到了自己拍摄的三维图样还是有点成就感的，老师也说我拍的不错。玻璃片我带回来的，现在还在我书桌的抽屉里面。

全息照相由英国物理学家盖柏于1948年提出，用一个合适的相干参考波与一个物体的散射波叠加，则可以将此散射波的振幅和相位的分布以干涉图样的形式记录在感光板上，所记录的干涉图样称为全息图。如移出被摄物体，用相干光照射全息图，透射光的一部分就能重新模拟出原物的散射波前，于是重现一个非常逼真的三维图像。1960年激光的出现促进了全息照相术的发展，全息技术得到了不断完善。盖伯为此荣获1971年诺贝尔物理学奖。解释一下全息的含义：它是指物体发出的全部光信息。全息照相通过记录物体表面漫反射光的相位和振幅信息，使全息照相与普通照相区别开来。

所有光都有明暗强度、颜色、方向三种属性，而黑白照相只能记录光的强弱变化，而后来的彩色照片除了能记录光的明暗强弱外，还能记录光的波长变化，从而反映出颜色的不同。激光的出现，使可以记录光的方向的三维全息照相成为可能。

普通照相是利用几何光学的原理，非相干光通过一系列透镜反射折射成像，形成点点对应的关系。因此，如果相片失去一角，像的那部分信息也会永远失去，在平面上永不再现。由于只是记录明暗强度的关系，因此，照片上遮挡的部分也永不再现。

全息照相则是利用光的干涉和衍射原理，记录光波本身和实物与参考光的相对位相，即物体表面漫射的光波与参考光波的干涉图。与普通照相不同的是，全息片上每一点都记录了物体所有漫射光的信息，因此即便是挡住全息图的一部分，也能观察到完整物体的相。当然，全息相无法用肉眼直接观察，当用一束与参考光波长方向完全相同的再现光照射时便可以看到物体各个侧面的立体像。

由于全息照相立体性强，形象逼真，可以在展览会上取得良好效果。已有利于珍贵艺术品资料的收藏。激光方防伪技术也许是大家听说最多的全息照相应用，其实除了传统方面的应用之外，激光照相有广阔的应用前景。全息照相的应用从信息储存到图像识别，从干涉计量到无损检测，从物体表面的研究到振动分析，渗透到军事以及工农业生产的各个领域，甚至进入我们的日常生活，如产品商标，书籍装帧以及小工艺品等。

首先在军事上全息照相技术有着广阔的应用前景。一般的雷达探测技术只能判断物体的方位、距离，而如果应用红外线超声波全息，则可以得到目标的三维立体图像，这种技术也可用于水下目标的探测，代替雷达。然而在水中、空中存在的扰动很大，如何向实验室中一样，减少外来因素的干扰，将成为该突破的关键。

如果全息技术能够用于电影或电视技术，那将带来人民生活的一场变革。目前的立体电影是利用光的偏振原理实现的，如果通过全息照相，将物体在屏幕上显示出来，则在观众面前展示的将是有纵深的一幅立体的画面。在医学方面，全息技术也是前景广阔。利用全息拍摄的人体器官照片，将会代替x射线用来检查人体器官有无病变，此原理同样可用于工业机械零件探伤。此外，在保密方面，出了已有的激光防伪技术外，高保密性能的加密模压全息图将是继激光全息防伪技术后新的发展，甚至我们除了制作三维全息图外，还可以制造随时间等变化的四维、五维全息图，取得更好的防伪和保密效果。

正是鉴于全息照相的的以上特点，相信在将来的诸多领域中，都会让我们看到全息照相的身影。篇二：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。篇三：全息照相大学物理实验总结

大学物理实验总结

——全息照相个人心得 通过大学物理实验的课程学习，将物理理论与实践结合在一起，在这过程中能够发现很多的乐趣。实际的实验操作，使我对一些物理知识、现象有了更深入的认识，也激发起我对物理实验的兴趣和对物理现象探索的渴望。给我印象深刻的实验有很多，如迈克耳孙干涉仪测波长实验、衍射光栅实验、霍尔效应实验等。而全息照相立体效果十分有趣，是物理学中一道别样的风景。

全息照相的原理其实很简单，利用干涉方法记录了物体抵达摄影底片时光波的振幅与相位的全部信息。它记录的不是物体的几何信息，而是物光与另一束与之相干的参考光抵达照相底片的干涉条纹。所以，全息照片上一般看不到原物体的像，必须用原来的参考光照明，才能看到原物体的立体像，这被称为全息底片的再现。

从全息照相和全反镜 普通照相对比中，我们可以很容易发现

全息照相的特别之处。普通照相通常是通过照相机物镜成像，在感光底片平面上 将物体发出的或它

散射的光波（通常称

为物光）的强度分布（即振幅分布）记录

底片 下来，由于底片上的 全息图的光路 感光物质只对光的强度有响应，对相位

分布不起作用，所以在照相过程中把光波的相位分布这个重要的信息丢失了。因而，在所得到的照片中，物体的三维特征消失了。全息技术则完全不同，由全息术所产生的像是完全逼真的立体像（因为同时记录下了物光的强度分布和相位分布，即全部信息），当以不同的角度观察时，就象观察一个真实的物体一样，能够看到像的不同侧面，也能在不同的距离聚焦。

实验过程中使用到的仪器主要有：激光全息实验台，he-ne激光器,光开关及曝光定时器;其它需要的是：分束镜一个，扩束镜两个，全反射镜两个，被摄物体及放置物体的底座，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骤外，还有很多的关键点值得我们注意：(1)具有一定功率的相干光源；具有稳定的操作平台；要有合适的光路；

（2）搭光路时要注意光斑是否均匀；物光和参考光在屏上要重叠，放置干版时要与该位置一致；

(3)搭好光路后要检查光程差是否接近零、物光和参考光的夹角是否适当（30°至50°）、以及物屏距离是否合适（10至15cm)、各元件间的距离尽可能拉大些；(4)装底片时，药膜面不能装反；曝光时，不得走动，不能用手触摸光学元件的光学面,不要随意搬动和取下被摄物；激光器开启后，不要中途关闭、直到实验完毕。

（5）要获得最终的全息图，充分了解和学习感光底片的显影、定影、冲洗等有关摄影的暗室技术知识也是不可缺少的；显影时间2分钟左右，定影时间20分钟左右。定影后的底片应放在清水中冲洗2分钟。将全息照片放回原处，遮住物光，用参考光束照亮全息片，可观察到物体的像。

全息照片有很多奇妙的特点：片上的花纹与被摄物体无任何相似之处，在相干光束的照射下，物体图像却能如实重现。此外立体感很明显（三维再现性），如某些隐藏在物体背后的东西，只要把头偏移一下，也可以看到。视差效应很明显。全息图打碎后，只要任取一小片，照样可以用来重现物光波。甚至是，在同一张照片上，可以重叠数个不同的全息图。在记录时或改变物光与参考光之间的夹角，或改变物体的位置，或改变被摄的物体等等，一一曝光之后再进行显影与定影，再现时能一一重现各个不同的图像。

全息照相是六十年代发展起来的一种立体摄影和波阵面再现的新技术。由于全息照相能够把物体表面发出的全部信息记录下来，并能完全再现被摄物体光波的全部信息，因此，全息技术在生产实践和科学研究领域中有着广泛的应用。

除光学全息外，还发展了红外、微波和超声全息技术，这些全息技术在军事

除用光波产生全息图外，已发展到可用计算机产生全息图。全息图用途很广，可作成各种薄膜型光学元件，如各种透镜、光栅、滤波器等，可在空间重叠，十分紧凑、轻巧，适合于宇宙飞行使用。使用全息图贮存资料，具有容量大、易提取、抗污损等优点。

全息照相的方法从光学领域推广到其他领域。如微波全息、声全息等得到很大发展，成功地应用在工业医疗等方面。地震波、电子波、x射线等方面的全息也正在深入研究中。全息图有极其广泛的应用。如用于研究火箭飞行的冲击波、飞机机翼蜂窝结构的无损检验等。现在不仅有激光全息，而且研究成功白光全息、彩虹全息，以及全景彩虹全息，使人们能看到景物的各个侧面。全息三维立体显示正在向全息彩色立体电视和电影的方向发展，甚至进入我们的日常生活，如产品商标，书籍装帧以及小工艺品等。

中学的物理学习一直在理论上，缺乏直观的认识和感受，而实验让我对理论认识更清晰、直观，也更加深刻。3d电影更是向大众展现了全息技术的特点和趣味。我相信随着不断地研究发现及创新，全息技术的道路会越来越宽广。