激光全息照相技术及其应用前景

激光全息照相技术及其应用前景 姓名:叶楠 学号:100104253 班级:机械二班 专业:机械工程 摘 要:简述了激光全息照相的技术,总结出拍摄激光全息照片的条件,指出了激 光全息照相的 注意事项 软件开发合同注意事项软件销售合同注意事项电梯维保合同注意事项软件销售合同注意事项员工离职注意事项 ,并给出了激光全息照相的应用前景。 关键词:激光全息照相;记录;再现;干涉;光栅;衍射 Abstract: This paper briefly introduces laser holographic technology, summed up the shoot a laser holographic picture condition, pointed out the excitation light holography matters needing attention, and gives the application prospect of laser holography. Key words : laser holography; records; reproduction; interference; diffraction grating; 引言 激光全息照相是利用激光的相干性原理,将物体对光的振幅和位相反射(或透射) 情况同时记录在感光板上,也就是把物光的所有信息全部记录下来,形成三维空间 的立体图像。这种照技术与常规的照相 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 相比有独特的优点。它对 疑难痕迹物 证的检验,特别是无反差痕迹的检验、保留痕迹物证的检验具有重要的推广使用 价值。在全息照相中,感光片记录的不是图像,而是光波。 1、 激光全息照相的理论 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 1. 1 全息照相的记录 如图 1 所示,是漫反射全息照相拍摄(记录)的光路,分束镜将激光光束分成两 束,一束激光经平面镜 M1、扩束镜 L1 照射到被摄的物体上,经物体的漫反射,照射 到全息干板 E 上,称为物光 板 E 上,称为参考光 另一束激平面镜 M2、扩束镜 L2 直接照射到全息干 。两束光将在全息干板上产生干涉,形成干涉条纹。 设 物光波: 参考光波: (1) (2) 式中 A0,Ar,φ0,φ分别为物光波参考光波的振幅和初相位。当两光波发生干涉,其 合成光波为: 合成光强为: (3)(4) 式中各项的物理意义:第一项 A20(x,y)为物光波的光强分布,第二项 A2r(x,y)为参考 光波光强分布,第三项、第四项是交叉项,由物光波和参考光波干涉产生。记录下 来之后,形成了干涉图像———光栅,它包含有物光波的振幅和相位信息。[1] 1.2 物光波的再现 记录有物光波全部信息的干板经显影、定影即成为一张全息图片。将其放回 时的原光路图中,仅用参考光将其照明就可以观察到物像的再现。 拍摄 曲线上的 a、b 段为线性工作区,我们在记录拍 摄全息图片时可以适当控制干板的曝光量和显影时间使得显影后的全息图振幅 的透过率与曝光量成线性关系。即透过率: t=t0+βH=t0+βTI (5)式中 t0 为未曝 光干板的振幅透过率,β和 T 分别为全息干板感光度和曝光时间,I 为物光波和参 考光波的合光强。用原参考光照射全息图时,经过全息图的衍射后的透射光波为: (6) 由(6)式中可以看出透过全息图片的光波由四项 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 组成。[2] 第一项: 是沿再现光方向上的透射光,振幅是再现光的 倍,这是零级衍射光。 第二项: 由于 A0 不是常数使得项透 也是沿再现光方向上的透射光, 射光有一定的扩散,但由于 A0 一般较 Ar 小很多,因此这项可以忽略。 第三项: 是沿原物光波方向的透射光,也就是原来物光波的波前再 我们沿着此项光波方向观察,感觉到好像在原物处(原物已取走)依然有一现光。 个 与原物完全一样的三维物体存在,这是一个没有畸变,放大率为 1 的一个虚 像(若再现不是原来的参考光,此项光波产生的像有畸变,大小也会有变化)。 从衍射 的角度来看是+1 级的衍射光。 第四项: ,式中 是物光波的共轭光波, 它表示的是与原物光传播方向相反的光,是一束会聚光,在全息图前可观察到实 象。 的作用是使共轭物光波 偏离原方向 2θ角,θ是物光与参考之 间的夹角。所以此光波在偏离原物光 2θ角方向上形成一个实像。 全息图的观察方法 如图 3 所示,原物虚像的观察比较简单,只要将处理后的全息图 放在原处用参考光波 照明,沿着原物光波的方向观察即可以看到原物的虚像, 来照明全息图,然后用一块毛玻璃在如图 4 所示被摄物处移动可接收到实像。 2、 激光全息照相的拍摄要求 为了拍出一张满意的全息照片,拍摄系统必须具备以下要求: 2. 1 光源必须是相干光源 通过前面分析知道,全息照相是根据光的干涉原理,因此要求光源必须具有 相干性。激光的出现,为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光很好的 具有很 好的空间相干性和时间相干性,实验中采用 He-Ne 激光器,用其拍摄较小的漫散物 体,可获得良好的全息图。 2. 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,为此,要求全息实验台是防震 的。全息台上的所有光学器件都用磁性 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 牢固地吸在工作台面钢板上。另外, 气流通过光路,声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化。因此,在曝 光时应该禁止大声喧哗,不能随意走动,保证整个实验室绝对安静。我们的经验是, 各组都调好光路后,同学们离开实验台,稳定一分钟后,再在同一时间内爆光,得到 较好的效果。 2. 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 2cm,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,干涉条纹就稀疏,这样对系统的稳定性和感光材料分辨率的要求较低;两束 光的光强比要适当,一般要求在 1?1~1?10 之间都可以,光强比用硅光电池测出。 2. 4 使用高分辨率的全息底片 因为全息照相底片上记录的是又细又密的干涉条纹,所以需要高分辨率的感光材 料。普通照相用的感光底片由于银化物的颗粒较粗,每毫米只能记录 50~100 个条 纹,激光全息干板其分辨率可达每毫米 3000 条,能满足全息照相的要求。 2. 5 全息照片的冲洗过程 冲洗过程也是很关键的。我们按照配方要求配药,配出显影液、停影液、定 和漂白液。上述几种药方都要求用蒸馏水配制,但实验证明,用纯净的自来影液 水配制, 也能获得成功。冲洗过程要在暗室进行,药液千万不能见光,保持在室温 20?左右 进行冲洗,配制一次药液保管得当可使用 1 个 月左右。 3、应用 3.1、制作全息光学元件 根据全息原理可制成全息光栅、全息透镜、全息滤波片、全息扫描器等多种光学器件。它们的共同优点是重量轻，因为全都是一种薄系统;且可以在同一张底片上记录多个全息图，得到空间重叠的全息光学元件。 3.2、全息干涉计量 全息干涉计量是全息照相最早最主要的应用。它能实现高精度非接触性无损测量，比一般光学干涉计量有很多优点。具有三维性质，使用全息技术可以从不同视角，通过干涉量度去考察一个形状复杂的物体。，全息干涉计量可以对一个物体在两个不同时刻的状态进行对比，这就可以探测物体在段时间内发生的任何改变。由于这些优点，使全息干涉计量分析在无损检测、微应力应变测量、形状和等高线的测绘、振动分析、高速飞行体的冲击波和迅速流体的流速场描绘等多种领域中得到应用。 3.3、全息存贮 随着科技的发展，人类积累了越来越多的信息，包括图片、文字资料、代码、数据等，缩微存贮已经成为信息科学技术发展的一个方向。全息存贮提供了一个全新的存贮方式，其特点是大容量、高密度、高冗余度、高衍射效率、低噪声、高分辨率和高保真度。 3.4、全息术其它方面应用 利用全息照相可以进行显微放大。不仅如此，还能有效地提高电子显微镜的分辨本领，扩大视场深度。 利用体全息图的角度选择性和颜色选择性，可以在一张全息图中贮存许多景物信息。这只要在拍摄每一景物时，把全息底片的位置转动一下就行。同样，在 再现时，只需将全息图放在激光束中转动，就能把各景物互不干扰地相继显现出来。人们正在根据体全息图的这种特性研制新型的立体电影和立体电视。 大型全息图既可展示轿车、卫星以及各种三维广告，亦可采用脉冲全息术再现人物肖像、结婚纪念照。小型全息图可以戴在颈项上形成美丽装饰，它可再现人们喜爱的动物，多彩的花朵与蝴蝶。迅猛发展的模压彩虹全息图，既可成为生动的卡通片、贺卡、立体邮票，也可以作为防伪标识出现在商标、证件卡、银行信用卡，甚至钞票上。装饰在书籍中的全息立体照片，以及礼品包装上闪耀的全息彩虹，使人们体会到21世纪印刷技术与包装技术的新飞跃。模压全息标识，由于它的三维层次感，并随观察角度而变化的彩虹效应，以及千变万化的防伪标记，再加上与其他高科技防伪手段的紧密结合，把新世纪的防伪技术推向了新的辉煌顶点。 〔1〕大学物理实验教程〔,〕.国防科技大学出版社.1994. 〔2〕光学〔,〕.北京大学出版社.1999.9 〔3〕波动与光学〔,〕.清华大学出版社.2001.1