全息實驗思考題

1、1全息照相與普通照相有什么不同？a. 全息照相過程分記錄、再現(xiàn)兩步，它是以干涉、衍射等波動光學的規(guī)律為基礎的。 普通照相過程是以幾何光學的規(guī)律為基礎的。b. 全息圖所記錄的是物體各點的全部光信息，包括振幅和相位。 全息圖所記錄的是物體各點的全部光信息，包括振幅和相位c. 全息照相過程中物體與底片之間是點面對應的關系，即每個物點所發(fā)射的光束直接落在記錄介質整個平面上。反過來說，全息圖中每一個局部都包含了物體各點的光信息。普通照相過程中物像之間是點點對應的關系，即一個物點對應像平面中的一個像 點。d. 全息圖能完全再現(xiàn)原物的波前，因而能觀察到一幅非常逼真的立體圖像。 普通照相得到的只能是二維的平面

2、圖像。全息照相是干涉，因此要求光源有很高的相干性。光源的相干長度越大、波前上相干區(qū)越大，就能越有效地實現(xiàn)全息照相。普通照相只是像的強度記錄，并不要求光源的相干性，用普通光源就可以了。2全息照相的主要特點是什么？三維立體性；可分割性；可重復記錄，同一張底片可多次曝光，重疊許多像；顯微性；保密性和防偽性；易于復制3要盡量讓物光和參考光的光程相等，其目的是什么？在全息照相中要求光路中物光和參考光的光程相等，因為普通激光的波列長度有限，分束鏡將一個波列分為物光和參考光兩個波列，通過不同路徑在感光板或觀察屏處 相遇，兩路光的光程越是接近，兩波列疊合越好，干涉條紋 越好，當光程差大于波列長度時，兩波列完全

3、不疊合，完全沒條紋。所以光路中物光和參考光的光程越是 接近相等，條紋越好。4為什么全息照片的每一碎片都能使整個物體再現(xiàn)？全息照相過程中物體與底片之間是點面對應的關系，即每個物點所發(fā)射的光束直接 落在記錄介質整個平面上。反過來說，全息圖中每一個局部都包含了物體各點的光 信息。5為什么要盡量要把物光和參考光的夾角取小一些？增加條紋寬度干涉條紋的間距：參考光與物光的夾角越大，條紋越密，越容易受干擾而發(fā)生變化，所以參考光與物光角度不宜太大。兩束相干光夾角越小，相干性學好，干涉條紋越明顯.夾角0勺兩束光相干性最好；夾 角90的光根本不會干涉，即使兩光源本身相干性再好 .實驗中就是要物光和參考光發(fā)生明顯地

4、干涉，然后在干板上曝光，得到清晰的全息圖6為什么參考光的強度必須比物光強？在全息再現(xiàn)的過程中根據(jù)公式來看物體經過參考光的全息記錄過程會產生一個與物光光強的平方項有關的噪聲 ，這是我們再全息照相中干擾項 ，要把它盡量減少 于是在物光相比于參考光小很多時可以將其看做為0,總的來說就是減小噪聲對全息再現(xiàn)的影響7怎樣才能獲得理想的全息照片 ？足夠的相干長度；良好的防震措施；合理的光路排列；適當?shù)母砂逄幚?全息照片上干涉條紋的間距有什么決定？條紋明暗由什么決定？條紋的反差由什么決定？條紋的間距決定于物光與參考光的夾角，還有波長。條紋明暗由物光與參考光的光程差決定。條紋的反差由物光與參考光的光強差決定。9

5、全息相片的主要特點是什么？能將物體的全部幾何特征信息都記錄在底片上，這也是全息照相最重要的一個特點。全息照相的第二個特點是能以一斑而知全貌。當全息照片被損壞，即使是大半損壞的情況下，我們仍然可以從剩下的那一小半上看到這張全息照片上原有物體的全貌。這對于普通照片來說就不行，即使是損失一只角，那只角上的畫面也就看不到 了。全息照的第三個特點是在一張全息底片上可以分層記錄多幅全息照，而且在它們顯示畫面時不會互相干擾。正是這種分層記錄，使得全息照片能夠存儲巨大的信息量。10. 為什么全息的記錄介質要采用高分辨率的感光材料？分辨率代表材料的分辨能力，是指它區(qū)分輸入圖像細節(jié)的能力，全息記錄的是物光 和參考

6、光的又細又密的干涉條紋，信息較多，所以需求高分辨率的感光材料。11. 全息技術有哪些重要的應用？全息顯微術；全息顯示；全息干涉計量；全息信息存儲；全息防偽技術；計算全息； 模壓全息模壓；在醫(yī)學中的應用；軍事領域的應用。12. 全息照相過程的注意事項是什么？保持各光學元件清潔，切勿用手或手帕擦拭曝光前一定要穩(wěn)定一段時間，曝光過程中切勿觸及全息實驗臺注意安全，絕對不允許用眼睛直視未擴束或聚焦的激光束，防止視網膜損傷全息底片為玻璃片基，應小心輕放，防止劃傷！13. 能否用白光實現(xiàn)全息圖像存儲？為什么？答：可以。全息圖像存儲的原理是要把物光的波前信息全部存儲起來，而且這種存 儲要能通過用相同的光照射底

7、片得到與原物光波前相同的光。因為白光中含有多種 波長的光，因而不能用通常的底片，我們可以用有厚乳膠層的干版做底片。白光的 全息紀錄也是利用分離的相干光束進行疊加，物光和參考光分別從記錄介質的兩側 入射，兩束光之間的夾角接近于180 。兩光束在全息記錄介質內建立起駐波，形成接近平行于記錄介質的表面的干涉條紋，這些條紋也紀錄了物光的所有波前信息。只要把這些條紋紀錄下來，經過顯影和定影之后，用白光照射這個紀錄底片照樣可 以重現(xiàn)出物體的原形。所以用白光也是可以實現(xiàn)全息存儲的，只是用白光全息存儲 的底片相當于一個三維立體光柵，而不是平面光柵。Or：可以白光再現(xiàn)，這是因為反射全息圖的光柵具有選色性，只有某

8、種顏色的光波 能反射回來形成像，其它顏色的光波透射過去，不會由于各種顏色的混迭產生色模糊。14. 拍攝全息照相必須具備哪些基本條件？拍攝一張好的全息圖的關鍵是什么？ 一個好的相干光源；一個穩(wěn)定性較好的防震臺：由于全息底片上所記錄的干涉條紋 很細，相當于波長量級，在照相過程中極小的干擾都會引起干涉條紋的模糊，不能形成全息圖，因此要求整 個光學系統(tǒng)的穩(wěn)定性良好。高分辨率的感光底片。普通感光底片由于銀化合物的顆粒較粗，每毫米只能記錄幾 十至幾百條，不能用來記錄全息照相的細密干涉條紋，必須采用高分辨率的感光底片 （一般采用條紋寬度d的倒數(shù)表示空間頻率或感光材料的分辨率）。我們采用的是天津感光膠片廠出品

9、的 GS-1型紅光干版。其極限分辨率為3000條每毫米。還有適當縮短爆光時間。 關鍵是光路的調整。15. 如何判斷全息圖拍攝成功，干涉條紋的亮暗對比和疏密程度反映了什么？有明暗條紋；反映了波前函數(shù)；干涉條紋的形狀和疏密反映了物光的位相分布的情況，而條紋明暗的反差反映了物光的振幅16. 如何觀察再現(xiàn)的物像，擴束的大小及照明方向的改變對再現(xiàn)有什么影響？拍攝好的全息底片放回原光路中，用參考光放照射全息片時，經過底片衍射后得到零 級光波，從底片透射而出；另外在兩側有正一級衍射和負一級衍射光波存在。人眼 迎著正一級衍射光看去，可看到一個與被拍物體完全一樣的立體的無失真的虛像。在負一級位置上，可用屏接收到

10、一個實像，稱為共軛象3.觀察全息伺的再現(xiàn)象，背先看彩電I，將全息圖肢在門光下可由透射光或 反射光看其足為育彩色衍射光科虹人如有的話說明ffl攝成助將拍攝好的全忌 圖放回光路中.遮住物光和被拍攝物體.用拿考光來照明,可以觀察到物象.如用 一H光屏住冉現(xiàn)光波的另側的適當位握可以按收到物體的實彖.用激光照；強弱，方向也變17. 如果用物光照明全息圖，將看到什么樣的情況？三維成像最關鍵的最后兩項，分別是實像和虛像，你用物光打進去實像相位變成兩倍也就是沒有意義的光了 ，虛像相位相消也失去三維的意義了總的來說，你能看見兩個二維像，分別是透過的和反射的，加上一堆雜光.再現(xiàn)像輪廓不清，紋理不明，到處是刺眼的亮點，透射體的質感完全表現(xiàn)不 出來。18. 能否用普通的印相方法復制全息圖？19拍攝全息照相用的感光底片為什么一般用負片？ 易于控制曝光量，成本彳氐20. 分析說明在觀察到的實驗現(xiàn)象中，各種條件下形成再現(xiàn)像的特點？21. 本實驗對全息干板的分辨率和光譜靈敏度由什么要求？22. 在全息光柵的實驗中如果全息干板的分辨率在1500線/mm以內，光路應如何布置較好？23. 在拍攝全息光柵時，要想得到土 2級的衍射光斑，且衍射角為60o,光路如何布置？24. 沒有激