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《全息光學(xué)實驗技術(shù)基礎(chǔ)(實驗班全息實驗)》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、全息光學(xué)實驗技術(shù)基礎(chǔ)實驗教學(xué)n的>掌握光學(xué)平臺上進行全息實驗記錄、再現(xiàn)的基本原理與光路設(shè)計方法;>掌握全息干板的處理技術(shù)；>掌握全息透鏡基木參數(shù)的測試；實踐訓(xùn)練主要內(nèi)界>光學(xué)平臺及主要附件的功能應(yīng)用訓(xùn)練：>光學(xué)功能元器件的選擇及規(guī)范使用訓(xùn)練；>全息成像記錄的基木光路設(shè)計方法；>光束的擴束、準K、平行、分光等調(diào)試技術(shù)；>掌握馬赫曾徳爾干涉系統(tǒng)的設(shè)計穴法。實驗要點與難點>光學(xué)系統(tǒng)共軸調(diào)試方法；>全息記錄光路的設(shè)計與實現(xiàn)；>全息透鏡參數(shù)的測試。實驗學(xué)時：3學(xué)時同軸全息透鏡【實驗?zāi)康摹?.掌掘hd軸全息透鏡的制作原理
2、和方法；2.觀察M軸令息透鏡的結(jié)構(gòu)和成像特性，分析傘息透鏡勾咎通透鏡的兄M點，鞏固有關(guān)冏軸全息透鏡的基本理論。【實驗光路】圖9-19M軸全息透鏡制作光路閣MrM4-反射鏡；BSbBSr分光朿；La-He-Ne激光器；U-擴朿鏡；Lc-準直透鏡；SF-針孔濾波器；K-光電開關(guān)；L?透鏡；P（H）-光屏（全息干板）?！緦嶒炘怼客S全息透鏡實質(zhì)上是一組透光與不透光相叫的同心圓條紋，類似于菲涅爾波帶板。由于它是用全息照相的方法制作的，通常乂稱為全息波帶片。制作同軸全息透鏡的光路如閹9-19所示。細激光束經(jīng)擴束鏡U、
3、針孔濾波器SF和準直透鏡L,變成一束平行光，平行光束經(jīng)過分束鏡BS,成兩束；一束透過BS,經(jīng)反射鏡M2和分束鏡BS2后到達光屏P上;另一束由BS1反射的光束，經(jīng)反射鏡％反射后，通過透鏡L會聚于A點，然后再發(fā)散照射到光屏P上。前者是一束平而光波，后者相當于山點光源A發(fā)出的球而光波，二者的光軸重合。這時，在光屏P上可以得到明暗相閩的同心圓條紋，其亮環(huán)半徑是整數(shù)，A波長，/^，是A點到全息丁?板的距離，即全息透鏡的焦距。條紋間距=為徑向來標，可見條紋分布為中心疏、邊沿密。為觀察這些條紋，可在光屏Pfi?用放人鏡觀察
4、，或?qū)⒐馄烈浦吝h處觀察。在P處放置全息干板H記錄下這些干涉條紋，經(jīng)顯影、定影等常規(guī)暗室處理即制得了同軸全息透鏡。將得到的同軸全息透鏡放回原位，擋去球ifii光波（即光束I），只讓平側(cè)光波（即光朿II）照射全息透鏡，則將再現(xiàn)出球而波。在全息透鏡P面觀察，除了能看見平行光透過的0級衍射分M外，還能觀察到±1級衍射分M。-1級衍射分量構(gòu)成一發(fā)散的球而波，其球心在A點。這表明同軸全息透鏡的作用相當于一個門透鏡，其焦跑等于A點至全息透鏡的跑離。土級衍射分量構(gòu)成一個會聚的球而波，會聚子A'點。這表明平行光束經(jīng)過透鏡時能得
5、到一束會聚光，因此其作川乂相當于一個凸透鏡，焦距等于，點到全息透鏡的距離。A點和A’點對稱地分居于傘息透鏡的前后兩邊，二點至全息透鏡的距離相等，W而全息透鏡的W個焦距相等。全息透鏡具奮與普通透鏡類似的一些性質(zhì)：1）傘息透鏡具有與正透鏡類似的聚焦特性。平行光透過企息透鏡時能得到一會聚球而波，會聚點即它的焦點。焦點至全息透鏡的SL離即為它的焦距。成當注意：全息透鏡的焦距一般丼不等于制作吋形成球面波的透鏡L的焦距。它只取決于光束會聚點A至全總干板的距離，而這個距離在實驗屮是可以調(diào)節(jié)的。2）全息透鏡也具有成像作用，其
6、成像規(guī)律與普通透鏡一致。例如，當發(fā)光物體位于全息透鏡2倍焦距之外吋，可在全總透鏡后面1倍到2倍焦距之間得到物體的倒立、縮小的實像；當物體4:金息透鏡的2倍到1倍焦距之間時，可迕全息透鏡后而2倍焦距之外得到一個放大的倒立的實像；若物體在1倍焦距之內(nèi)，則在全息透鏡的后面可以肴到?一個放人的正立的虛像出現(xiàn)在物體的同一側(cè)。全息透鏡也有一些與咎通透鏡完全不M的特性：①由于正弦型溥全息閣總是同時存在±1級衍射，M—個企息透鏡既相當于一個正透鏡，同吋乂相當于一個負透鏡。岡此，同軸全息透鏡在成像吋，既奮類似于正透鏡所成的像,
7、同吋也奮類似丁?負透鏡所成的像。而普通透鏡要么足正透鏡，要么足負透鏡，不能兩者兼楚。這一差異可以從比較兩者的透鏡系數(shù)公式屮看出。設(shè)正弦型同軸全息透鏡的像方焦距為fH，則其透鏡系數(shù)為.222,2=r0+txexp(-y々-~~^―)+r!exp(y々X)2/"2/"(9-23)(9-24)而卉通薄透鏡的投射系數(shù)為tl=exp(-y々比較可知，一個正弦型同軸全息透鏡的作用與一塊平板玻璃、一個正透鏡和一個負透鏡的作用相當。思考題9-8:全息透鏡為什么能像普通透鏡那樣完成成像的功能？它與普通透鏡及菲浞爾波帶板比較，在
8、成像性質(zhì)方面冇何異同？試分析之。②對于非線性記錄的薄全息透鏡，再現(xiàn)時除了±1級衍射外,還同時柯窈次衍射，如±2級、±3級等衍射，因而全息透鏡存在多秉成像。但普通透鏡是不存在這種性質(zhì)的。思考題9-9:用非線性記錄制作一同軸全息透鏡，考察其多級像的位置和大小。①全息透鏡具有明顯的色散作用。由于衍射角對極于不同波長的入射光柯著不同的數(shù)值，所以同一?個全息透鏡即使足對于同一級衍射所形成的會聚焦點的位置也隨波
