高級(jí)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告 光學(xué)全息照相 聲光效應(yīng) 電子逸出功測(cè)定

PAGEPAGE2高級(jí)物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告一——聲光效應(yīng)——電子逸出功測(cè)定——光學(xué)全息照相姓名：班級(jí)：學(xué)號(hào)：實(shí)驗(yàn)一：聲光效應(yīng)的研究光通過某一受到超聲波擾動(dòng)的介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為聲光效應(yīng)。利用聲光效應(yīng)可以制成的聲光器件，如聲光調(diào)制器、聲光偏轉(zhuǎn)器和諧調(diào)濾光器等。聲光效應(yīng)還可用于控制激光束的頻率、方向和強(qiáng)度等方面。在激光技術(shù)、光信號(hào)處理和集成光通訊技術(shù)等方面有著重要的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饴暪庑?yīng)的原理；測(cè)量聲光器件的衍射效率和帶寬及對(duì)光偏轉(zhuǎn)的研究；利用聲光效應(yīng)測(cè)量聲波在介質(zhì)中的傳播速度。實(shí)驗(yàn)儀器He-Ne激光電源，聲光器件，CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x，高頻功率信號(hào)源，示波器，頻率計(jì)。三、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí)，將引起介質(zhì)的彈性應(yīng)變，這種應(yīng)變?cè)跁r(shí)間上和空間上是周期性的變化，并且導(dǎo)致介質(zhì)的折射率也發(fā)生相應(yīng)的變化。當(dāng)光束通過有超聲波的介質(zhì)后就會(huì)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象，這就是聲光效應(yīng)。有超聲波傳播的介質(zhì)如同一個(gè)相位光柵。光被彈性聲波衍射有二種類型，當(dāng)超聲波頻率較高時(shí)，產(chǎn)生布拉格（Bragg）型衍射；當(dāng)超聲波頻率較低時(shí)，產(chǎn)生喇曼―奈斯（Raman-Nath）型衍射。Bragg衍射相當(dāng)于體光柵情況，而Raman-Nath衍射相當(dāng)于薄光柵情況。兩種光柵情況如圖1所示。由于光波速度遠(yuǎn)大于聲波速度約105倍，所以在光波通過介質(zhì)的時(shí)間內(nèi)，介質(zhì)在空間上的周期變化可看成是固定的。對(duì)于Bragg衍射，當(dāng)聲光的距離滿足，而且入射光束相對(duì)于超聲波波面以θ角斜入射時(shí)，入射光滿足Bragg條件式中λ為光波的波長(zhǎng)，為聲波的波長(zhǎng)，固體介質(zhì)的折射率為n。Bragg衍射只存在1級(jí)的衍射光。當(dāng)聲波為聲行波時(shí)，只有+1級(jí)或-1級(jí)衍射光,如圖2所示。當(dāng)聲波為聲駐波時(shí)，±1級(jí)衍射光同時(shí)存在，而且衍射效率極高。只要超聲功率足夠高，Bragg衍射效率可達(dá)到100%。所以實(shí)用的聲光器件一般都采用Bragg衍射。而對(duì)于Raman-Nath衍射，滿足條件時(shí)出現(xiàn)衍射極大。式中m為衍射級(jí)數(shù)。Raman-Nath衍射效率低于Bragg衍射效率。其中1級(jí)衍射光的衍射效率最大不超過35%，但這種衍射沒有Bragg條件的限制，所以對(duì)入射角要求不嚴(yán)格，調(diào)整方便。圖2Bragg衍射對(duì)于Bragg衍射，當(dāng)Bragg角θ很小時(shí)，衍射光相對(duì)于入射光的偏轉(zhuǎn)角Φ為（3）式中vs為超聲波的波速，fs為超聲波的頻率。在Bragg衍射下，一級(jí)衍射的光衍射效率為（4）式中Ps為超聲波的功率，L和H為超聲換能器的長(zhǎng)和寬，M2為反映聲光介質(zhì)本身性質(zhì)的一常數(shù)，，ρ為介質(zhì)密度，P為光彈系數(shù)。以上討論的是超聲行波衍射的情況，實(shí)際上，介質(zhì)中也可能出現(xiàn)超聲駐波衍射的情況。超聲駐波對(duì)光的衍射也產(chǎn)生Raman-Nath衍射和Bragg衍射，而且各衍射光的方向的方位角和超聲波的頻率的關(guān)系與超聲行波的情況相同。由（3）式和（4）式可以看出，采用Bragg衍射，通過改變超聲波的頻率和功率，可分別實(shí)現(xiàn)對(duì)激光束方向的控制和強(qiáng)度的調(diào)制。聲光器件本實(shí)驗(yàn)采用的聲光器件中的聲光介質(zhì)為鉬酸鉛，吸聲材料的作用是吸收通過介質(zhì)傳播到端面的超聲波以建立超聲行波。壓電換能器又稱超聲發(fā)生器，是由鈮酸鋰壓電晶體制成。它的作用是將高頻功率信號(hào)源的電功率轉(zhuǎn)換成聲功率，并在聲光介質(zhì)中建立超聲場(chǎng)。聲光器件有一個(gè)衍射效率最大的工作頻率，此頻率稱為聲光器件的中心頻率fco，對(duì)于其他頻率的超聲波，其衍射效率將降低。一般認(rèn)為衍射效率（或衍射光的相對(duì)光強(qiáng)）下降3dB(即衍射效率降到最大值的)時(shí)兩頻率間的間隔為聲光器件的帶寬。高頻功率信號(hào)源S02000功率信號(hào)源的頻率范圍為80-120MHz，最大輸出功率1W。面板上的毫安表讀數(shù)可作功率指示用，讀數(shù)值×10等于毫瓦數(shù)。CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)xLM601CCD光強(qiáng)分布測(cè)量?jī)x是一個(gè)線陣CCD器件，它可在同一時(shí)刻顯示、測(cè)量各級(jí)衍射光的相對(duì)光強(qiáng)分布，不受光源強(qiáng)度跳變、漂移的影響。對(duì)于衍射角度的測(cè)量有很高的精度。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容觀察超聲衍射現(xiàn)象按圖3布置光路，調(diào)整激光器使光束經(jīng)光闌后通過聲光器件，觀察Raman-Nath衍射和Bragg衍射，比較兩種衍射的實(shí)驗(yàn)條件和特點(diǎn)。測(cè)量介質(zhì)中超聲的聲速在Bragg衍射下，測(cè)量衍射光相對(duì)于入射光的偏轉(zhuǎn)角Φ與超聲波頻率（即電信號(hào)頻率）fs的關(guān)系曲線，并計(jì)算聲速vs。（注：由于實(shí)驗(yàn)采用的聲光器件性能不夠完善，Bragg衍射不是理想的，可能會(huì)出現(xiàn)高級(jí)次衍射光等現(xiàn)象。所以，在調(diào)節(jié)Bragg衍射時(shí)使1級(jí)衍射光最強(qiáng)即可。）測(cè)量聲光器件的帶寬和中心頻率在Bragg衍射下，固定超聲波功率，測(cè)量衍射光相對(duì)于零級(jí)衍射光相對(duì)強(qiáng)度與超聲波頻率的關(guān)系曲線，并定出聲光器件的帶寬和中心頻率。將超聲波頻率固定在中心頻率上，測(cè)出衍射光強(qiáng)與超聲波功率的關(guān)系曲線。五：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理在布喇格衍射下，固定超聲波功率，測(cè)量衍射光相對(duì)于0級(jí)衍射光的相對(duì)強(qiáng)度與超聲波的頻率，作出其關(guān)系曲線圖，并確定聲光器件的中心頻率及帶寬。數(shù)據(jù)記錄如下：90.06.6294.57.80100.09.36105.08.0391.56.9196.08.32100.49.40106.57.5792.07.0897.58.80102.09.03108.07.0293.07.3899.09.18103.58.52110.06.60繪制出關(guān)系曲線圖如下：

從而確定出聲光器件的中心頻率=100.4MHz(儀器銘牌給出參考值為=100.0MHz)帶寬（衍射效率降到最大值的時(shí)）=[(100.4-90.2)+(109.8-100.4)]/2=9.8MHz3.在布喇格衍射下，將功率信號(hào)源的超聲波頻率固定在聲光器件的中心頻率上，記錄衍射0級(jí)光光強(qiáng)（I0）和1級(jí)光光強(qiáng)度（I1）以及超聲波功率（）,并作出其其相對(duì)聲光調(diào)制曲線（近似地用功率信號(hào)源的板流標(biāo)征）。數(shù)據(jù)記錄如下：I0I1I0I17.004.763.98506.32104.144.80606.022.30203.455.34705.712.86303.016.22805.233.26403.106.3090繪制出關(guān)系曲線圖如下：實(shí)驗(yàn)二:電子逸出功測(cè)定【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、了解熱電子發(fā)射規(guī)律。2、掌握逸出功的測(cè)量方法。3、學(xué)習(xí)一種數(shù)據(jù)處理方法?！緦?shí)驗(yàn)原理】圖1-4-1真空二極管工作原理若真空二極管的陰極(用被測(cè)金屬鎢做成)通以電流加熱，并在陽(yáng)極上加正電壓，則在連結(jié)兩個(gè)電極的外電路中就有電流通過，如圖1-4-1所示。這種電子從加熱金屬中發(fā)射出來(lái)的現(xiàn)象，稱熱電子發(fā)射。研究熱電子發(fā)射的目的之一，就是要選擇合適的陰極材料。逸出功是金屬的電子發(fā)射的基本物理量。1、電子的逸出功根據(jù)固體物理學(xué)中金屬電子理論，金屬中傳導(dǎo)電子的能量分布按費(fèi)米-狄拉克(Fermi-Dirac)分布，即：(1-4-1)式中WF稱費(fèi)米能級(jí)。圖1-4-2費(fèi)米能量分布曲線圖1-4-3金屬表面勢(shì)壘在絕對(duì)零度時(shí)，電子的能量分布如圖1-4-2中的曲線(1)所示。此時(shí)電子所具有的最大動(dòng)能為WF。當(dāng)溫度升高時(shí)，電子的能量分布如圖1-4-2中的曲線(2)所示。其中少數(shù)電子具有比WF高的能量，并以指數(shù)規(guī)律衰減。由于金屬表面與外界(真空)之間存在勢(shì)壘W(wǎng)b，如圖1-4-3。電子要從金屬逸出，必須至少有能量Wb。從圖1-4-3可看出，在絕對(duì)零度時(shí)，電子逸出金屬表面，至少需要得到能量W0＝Wb一WF＝eφ（1-4-2）W0(eφ)稱為金屬電子的逸出功，常用單位為電子伏特(eV)。它表征要使處于絕對(duì)零度下的具有最大能量的電子逸出金屬表面所需給予的能量。為電子電荷，φ稱逸出電位?？梢姡瑹犭娮影l(fā)射，就是利用提高陰極溫度的辦法，改變電子的能量分布，使其中一部分電子的能量大于Wb，從金屬中發(fā)射出來(lái)。因此逸出功的大小，對(duì)熱電子發(fā)射的強(qiáng)弱具有決定性的作用。2、熱電子發(fā)射公式

根據(jù)費(fèi)米-狄拉克能量分布公式(1-4-1)，可以推導(dǎo)出熱電子發(fā)射公式，稱里查遜-杜什曼(Richardson-Dushman)公式。(1-4-3)式中：I0-熱電子發(fā)射的電流強(qiáng)度(A)S-陰極金屬的有效發(fā)射面積(cm2)k-玻爾茲曼常數(shù)T-絕對(duì)溫度eφ-金屬的逸出功A-與陰極化學(xué)純度有關(guān)的系數(shù)原則上，只要測(cè)出I0，A，S，T，便可由(1-4-3)式計(jì)算出逸出功eφ，但困難的是A和S是難以直接測(cè)量的，所以，在實(shí)際測(cè)量中，常用下述的里查遜直線法確定eφ，以設(shè)法避開A和S的測(cè)量。3、里查遜直線法將(1-4-3)式兩邊除以T2，再取對(duì)數(shù)，得到(1-4-4)從(1-4-4)式可以看出，與成線性關(guān)系。如果以為縱坐標(biāo)軸，為橫坐標(biāo)軸作圖，從得到的直線斜率即可求出電子的逸出功eφ值。A和S的影響只是使―直線平移。4、發(fā)射電流I0的測(cè)量(1-4-3)式中的I0是不存在外電場(chǎng)時(shí)的陰極熱發(fā)射電流。無(wú)外場(chǎng)時(shí)，電子不斷地從陰極發(fā)射出來(lái)，在飛向陽(yáng)極的途中，必然形成空間電荷，空間電荷在陰極附近形成的電場(chǎng)，正好阻止熱電子的發(fā)射，這就嚴(yán)重地影響發(fā)射電流的測(cè)量。為了消除空間電荷的影響，在陽(yáng)極加一正電壓，于是陽(yáng)極和陰極之間形成一加速電場(chǎng)Ea，使電子加速飛向陽(yáng)極。然而由于Ea的存在，使陰極發(fā)射電子得到助力，發(fā)射電流較無(wú)電場(chǎng)時(shí)大。這一現(xiàn)象稱肖特基(Schottky)效應(yīng)。根據(jù)二極管理論，可以證明，在加速電場(chǎng)Ea的作用下，陰極發(fā)射的電流為(1-4-5)式中Ia和I0分別是加速電場(chǎng)為Ea和零時(shí)的陰極發(fā)射電流。對(duì)(1-4-5)式取對(duì)數(shù)，則(1-4-6)考慮到陰極和陽(yáng)極共軸，且是園柱形，并忽略接觸電勢(shì)差和其它影響，則加速電場(chǎng)可表示為(1-4-7)式中r1和r2分別為陰極和陽(yáng)極的半徑；Ua為陽(yáng)極電壓。將(1-4-7)式代入(1-4-6)式，得到(1-4-8)圖1-4-41gIa—關(guān)系曲線由(1-4-8)式可見，溫度T一定時(shí)，1gIa與成線性關(guān)系。如圖1-4-4所示。此直線的截距為1gI0。由此便得到溫度為T，電場(chǎng)為零時(shí)的發(fā)射電流I0。5、溫度T的測(cè)量由(1-4-3)式可知，陰極發(fā)射電流與T有關(guān)，指數(shù)項(xiàng)中含有T，對(duì)發(fā)射電流的影響很大。溫度測(cè)量誤差對(duì)結(jié)果影響很大。測(cè)量陰極溫度的方法雖然不少，但精度都不高。本實(shí)驗(yàn)是以測(cè)量加熱電流的方法來(lái)確定溫度。給陰極通以電流If，在產(chǎn)生熱量的同時(shí)，陰極還輻射熱量。在發(fā)熱功率和輻射功率達(dá)到平衡時(shí)，陰極達(dá)到一定的溫度。電流If與溫度T有一定函數(shù)關(guān)系。有人已對(duì)純鎢絲的比加熱電流作過精確的測(cè)量。比加熱電流為，其中為長(zhǎng)為1cm，直徑為1cm的陰極(稱單位陰極)在一定溫度下輻射的功率；為單位陰極的電阻；表示把單位陰極加熱到一定溫度所需的電流，單位為A/cm。對(duì)于直徑為D的陰極，在一定溫度下，加熱電流為。對(duì)于我們所用的真空二極管，其加熱電流與溫度的關(guān)系已測(cè)定，見表1-4-1。表1-4-1標(biāo)準(zhǔn)二極管的加熱電流與溫度的關(guān)系If/A0.500.550.600.650.700.750.80T/K1720180018801960204021202200綜上所述，要測(cè)定某金屬材料的逸出功，應(yīng)首先將其做成二極管陰極，然后測(cè)定加熱電流If，查得對(duì)應(yīng)的溫度T，再測(cè)得陽(yáng)極電壓Ua和發(fā)射電流I0的關(guān)系，通過數(shù)據(jù)處理，得到I0，最后用里查遜直線法求得逸出功。【實(shí)驗(yàn)裝置】實(shí)驗(yàn)裝置（WF—1型）如圖1-4-5所示，包括標(biāo)準(zhǔn)二極管，燈絲加熱電源，電流表，高壓電源，檢流計(jì)（微安表）和分流器等。圖1-4-5實(shí)驗(yàn)裝置連接圖1、標(biāo)準(zhǔn)二極管本實(shí)驗(yàn)所用的是一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的直熱式真空二極管，陰極用純鎢做成，陽(yáng)極是與陰極共軸的園筒。為消除陰極的冷端效應(yīng)和電場(chǎng)不均勻的邊緣效應(yīng)，在陽(yáng)極兩端各裝一個(gè)保護(hù)環(huán)。工作時(shí)，保護(hù)環(huán)與陽(yáng)極等電勢(shì)，但其電流不被測(cè)量。2、燈絲電源是連續(xù)可調(diào)的低壓穩(wěn)定電源，供給二極管陰極加熱電流If，高壓穩(wěn)壓電源，經(jīng)分壓器分壓，提供陽(yáng)極電壓Ua。3、微安表(G)用來(lái)測(cè)量陰極發(fā)射電流Ia。4、分流器：由于測(cè)量中Ia的變化范圍較大，在微安表上并聯(lián)一個(gè)分流器，用來(lái)擴(kuò)大量程。分流器的刻度為1，0.5，0.1，0.05，……等，表示流過微安表的電流為總電流的若干分之一，而被測(cè)的總電流為微安表示值的1／0.5，1／0.1，……倍?！緦?shí)驗(yàn)內(nèi)容】1、按圖1-4-5接好線路，經(jīng)檢查無(wú)誤后，接通電源予熱10分鐘。2、取不同的燈絲電流If(即對(duì)應(yīng)于不同的溫度T)，從0.50A開始，每隔0.05A測(cè)一次。對(duì)每一電流If，測(cè)陽(yáng)極電壓為20，30，40，……，120伏時(shí)的電流Ia。注意，If不能超過0.80A，以延長(zhǎng)二極管壽命。每改變一次電流值，要恒溫5發(fā)鐘，使陰極達(dá)到熱平衡。3、用單對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙作lgIa－直線，求出截距1gI0，即求出不同電流If下的I0，查出對(duì)應(yīng)的溫度T。4、作－直線。求直線的斜率Δ()/Δ()。計(jì)算鎢的逸出功eφ。5、與公認(rèn)值時(shí)e=4.54eV比較，作誤差分析?！緮?shù)據(jù)處理】表1測(cè)定鎢的逸出功√UaIf/A0.600.620.640.660.680.700.724Ia/A3.20E-055.20E-058.50E-051.35E-042.10E-043.19E-044.78E-04lgIa-4.49485-4.284-4.07058-3.86967-3.67778-3.49621-3.320575Ia/A3.30E-055.40E-058.70E-051.38E-042.16E-043.29E-044.95E-04lgIa-4.48149-4.26761-4.06048-3.86012-3.66555-3.4828-3.305396Ia/A3.40E-055.60E-059.00E-051.42E-042.22E-043.39E-045.05E-04lgIa-4.46852-4.25181-4.04576-3.84771-3.65365-3.4698-3.296717Ia/A3.50E-055.70E-059.10E-051.45E-042.26E-043.45E-045.14E-04lgIa-4.45593-4.24413-4.04096-3.83863-3.64589-3.46218-3.289048Ia/A3.50E-055.80E-059.30E-051.47E-042.30E-043.51E-045.23E-04lgIa-4.45593-4.23657-4.03152-3.83268-3.63827-3.45469-3.28159Ia/A3.60E-055.90E-059.50E-051.50E-042.34E-043.57E-045.32E-04lgIa-4.4437-4.22915-4.02228-3.82391-3.63078-3.44733-3.2740910Ia/A3.70E-056.00E-059.60E-051.52E-042.38E-043.63E-045.40E-04lgIa-4.4318-4.22185-4.01773-3.81816-3.62342-3.44009-3.2676111Ia/A3.70E-056.10E-059.80E-051.55E-042.41E-043.71E-045.48E-04lgIa-4.4318-4.21467-4.00877-3.80967-3.61798-3.43063-3.26122由圖可知：0.60V時(shí)logI0=-4.474;0.62V時(shí)logI0=-4.262;0.64V時(shí)logI0=-4.055;0.66V時(shí)logI0=-3.855;0.68V時(shí)logI0=-3.660;0.70V時(shí)logI0=--3.479;0.72V時(shí)logI0=-3.307;If/A0.600.620.640.660.680.700.72logIo-4.474-4.262-4.055-3.855-3.66-3.479-3.307Io3.36E-055.47E-058.81E-050.000140.0002190.0003320.000493T1880191419451978201020402074log(Io/T^2)-11.0223-10.8259-10.6328-10.4475-10.2664-10.0983-9.940621/T0.0005320.0005220.0005140.0005060.0004980.000490.000482根據(jù)表中數(shù)據(jù)作圖如上：直線斜率：m=-21987逸出電勢(shì)：Φ=m-5.04*逸出功：eV=4.36eV與逸出功公認(rèn)值4.54eV比較，誤差Er=3.96%表3陽(yáng)極電壓Ua與Ic關(guān)系表Ua/v1.002.003.004.005.006.00Ic/A0.1100.1360.1560.1750.1930.211Ic20.0121000.0184960.0243360.0306250.0372490.044521斜率：K=155.6；陽(yáng)極內(nèi)半徑a=3.9*10-3;線圈長(zhǎng)度：l=1.47*10-2;;線圈數(shù)：N=990匝；線圈內(nèi)半徑：r1=0.021m;線圈外半徑：r2=0.028m;真空磁導(dǎo)率：4μ荷質(zhì)比e/m=1.7588*1011（c/Kg）K’=0.0197;K=em*a^28KK=155.6;所以e/m=2.108*1011；實(shí)驗(yàn)三：光學(xué)全息照相【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

1了解全息照相的基本原理；

2.學(xué)習(xí)全息照相的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，拍攝合格的全息圖；

3.了解攝影暗室技術(shù)。

【實(shí)驗(yàn)儀器】

JQX－1型激光全息實(shí)驗(yàn)臺(tái)，He-Ne激光器，光開關(guān)及DBD－I電腦多功能曝光定時(shí)器，分束鏡一個(gè)，擴(kuò)束鏡兩個(gè)，全反射鏡兩個(gè)，被攝物體（如：小雞，小鴨等）及放置物體的底座，全息干版及底架，暗室技術(shù)使用的設(shè)備。【實(shí)驗(yàn)光路圖】

【實(shí)驗(yàn)原理】

全息照相的基本原理早在1948年就由伽伯（D.Gabor）發(fā)現(xiàn)，但是由于受光源的限制（全息照相要求光源有很好的時(shí)間相干性和空間相干性），在激光出現(xiàn)以前，對(duì)全息技術(shù)的研究進(jìn)展緩慢，在60年代激光出現(xiàn)以后，全息技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。目前，全息技術(shù)在干涉計(jì)量、信息存儲(chǔ)、光學(xué)濾波以及光學(xué)模擬計(jì)算等方面得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。伽伯也因此而獲得了1971年度的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

一、全息照相與全息照相術(shù)

在介紹全息照相的基本原理之前，我們首先來(lái)看一下全息照相和普通照相有什么區(qū)別?？偟膩?lái)說，全息照相和普通照相的原理完全不同。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）記錄下來(lái)，由于底片上的感光物質(zhì)只對(duì)光的強(qiáng)度有響應(yīng)，對(duì)相位分布不起作用，所以在照相過程中把光波的位相分布這個(gè)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，不再存在視差，改變觀察角度時(shí)，并不能看到像的不同側(cè)面。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(shí)記錄下了物光的強(qiáng)度分布和位相分布，即全部信息），當(dāng)以不同的角度觀察時(shí)，就象觀察一個(gè)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。

全息照相在記錄物光的相位和強(qiáng)度分布時(shí)，利用了光的干涉。從光的干涉原理可知：當(dāng)兩束相干光波相遇，發(fā)生干涉疊加時(shí)，其合強(qiáng)度不僅依賴于每一束光各自的強(qiáng)度，同時(shí)也依賴于這兩束光波之間的相位差。在全息照相中就是引進(jìn)了一束與物光相干的參考光，使這兩束光在感光底片處發(fā)生干涉疊加，感光底片將與物光有關(guān)的振幅和位相分別以干涉條紋的反差和條紋的間隔形式記錄下來(lái)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚恚愕玫揭粡埲⒄掌?/p>

二、全息照相的基本過程

具體來(lái)說，全息照相包括以下兩個(gè)過程：

（一）波前的全息記錄

利用干涉的方法記錄物體散射的光波在某一個(gè)波前平面上的復(fù)振幅分布，這就是波前的全息記錄。通過干涉方法能夠把物體光波在某波前的位相分布轉(zhuǎn)換成光強(qiáng)分布，從而被照相底片記錄下來(lái)，因?yàn)槲覀冎?，兩個(gè)干涉光波的振幅比和位相差決定著干涉條紋的強(qiáng)度分布，所以在干涉條紋中就包含了物光波的振幅和位相信息。典型的全息記錄裝置如圖2所示：從激光器發(fā)出的相干光波被分束鏡分成兩束，一束經(jīng)反射、擴(kuò)束后照在被攝物體上，經(jīng)物體的反射或透射的光再射到感光底片上，這束光稱為物光波；另一束經(jīng)反射、擴(kuò)束后直接照射在感光底片上，這束光稱為參考光波。由于這兩束光是相干的，所以在感光底片上就形成并記錄了明暗相間的干涉條紋。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，感光底片上將物光的信息都記錄下來(lái)了，經(jīng)過顯影、定影處理后，便形成與光柵相似結(jié)構(gòu)的全息圖

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全息照片。所以全息圖不是別的，正是參考光波和物光波干涉圖樣的記錄。顯然，全息照片本身和原