光學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告(一步彩虹全息)

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1、光學(xué)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)報(bào)告（一步彩虹全息）姓名：學(xué)號(hào)：學(xué)院：物理學(xué)院一步彩虹全息?????摘要?彩虹全息是用激光記錄全息圖,?是用白光再現(xiàn)單色或彩色像的一種全息技術(shù)。彩虹全息術(shù)的關(guān)鍵之處是在成像光路(?即記錄光路)?中加入一狹縫,?這樣在干板上也會(huì)留下狹縫的像。本文研究了一步彩虹全息圖的記錄和再現(xiàn)景象的基本原理、一步彩虹全息圖與普通全息圖的區(qū)別和聯(lián)系、一步彩虹全息的實(shí)驗(yàn)光路圖，探討了拍攝一步彩虹全息圖的技術(shù)要求和注意事項(xiàng)，指出了一步彩虹全息圖的制作要點(diǎn),?得出了影響拍攝效果的佳狹縫寬度、最佳狹縫位置及曝光時(shí)間對(duì)彩虹全息

2、圖再現(xiàn)像的影響。??關(guān)鍵詞：一步彩虹全息；狹縫；再現(xiàn)1光學(xué)實(shí)驗(yàn)必須要嚴(yán)密，盡可能地減少實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的誤差；2?實(shí)驗(yàn)儀器???防震全息臺(tái)??激光器??分束鏡??成像透鏡??狹縫??干板架???光學(xué)元件架若干???干板備件盒??洗像設(shè)備一套??線繩??輔助棒??擴(kuò)束鏡2個(gè)??反射鏡2個(gè)?3?實(shí)驗(yàn)原理?3.1?像面全息圖?像面全息圖的拍攝是用成像系統(tǒng)使物體成像在全息底板上，在引入一束與之相干的參考光束，即成像面全息圖，它可用白光再現(xiàn)。再現(xiàn)象點(diǎn)的位置隨波長(zhǎng)而變化，其變化量取決于物體到全息平面的距離。?像面全息圖的像（或物

3、）位于全息圖平面上，再現(xiàn)像也位于全息圖上，只是看起來顏色有變化。因此在白光照射下，會(huì)因觀察角度不同呈現(xiàn)的顏色亦不同。?3.2?彩虹全息的本質(zhì)?彩虹全息的本質(zhì)是要在觀察者與物體的再現(xiàn)象之間形成一狹縫像，使觀察者通過狹縫像來看物體的像，以實(shí)現(xiàn)白光再現(xiàn)單色像。若觀察者的眼睛在狹縫像附近沿垂直于狹縫的方向移動(dòng),將看到顏色按波長(zhǎng)順序變化的再現(xiàn)像。若觀察者的眼睛位于狹縫像后方適當(dāng)位置,?由于狹縫對(duì)視場(chǎng)的限制,?通過某一波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的狹縫只能看到再現(xiàn)像的某一條帶,?其色彩與該波長(zhǎng)對(duì)應(yīng),?并且狹縫像在空間是連續(xù)的。觀察者所看到的

4、物體像具有連續(xù)變化的顏色,?像雨后天空中的彩虹一樣,?因此這種全息圖稱為彩虹全息圖。?一步彩虹全息圖的記錄光路是在三維照相的光路中，在記錄干板與物體之間插入一個(gè)成像透鏡和一個(gè)水平狹縫，把物體和狹縫的像一次記錄下來，由于狹縫放置的位置不同，一步彩虹全息圖的記錄光路有兩種；一種是贗像的記錄光路，一種是真像記錄光路。?3.2.1?贗像的記錄光路??狹縫緊貼成像透鏡后面放置，成像透鏡只對(duì)物體成實(shí)像對(duì)狹縫不成實(shí)像，狹縫位于透鏡焦點(diǎn)之內(nèi)在焦點(diǎn)外成虛像。用會(huì)聚光作參考光。3.2.2?真像的記錄光路?狹縫和物體O均放在透鏡L的

5、焦點(diǎn)以外，狹縫位于物體和透鏡之間。成像透鏡對(duì)物體和狹縫均成實(shí)像，二者的像均在透鏡的另一側(cè)，物體的實(shí)像和狹縫的實(shí)像分別成在記錄干板的前邊和后邊，物體的像離全息干板近一些。3.3?彩虹全息真像紀(jì)錄的參考光路3.4?彩虹全息再現(xiàn)?白光被全息圖衍射后即形成一簇從紅到紫連續(xù)錯(cuò)開排列的彩色物像和色彩分立的狹縫實(shí)像。由于狹縫像限制了衍射物光的傳播方向和觀察范圍，觀察者的瞳孔對(duì)準(zhǔn)某一狹縫像只能看到一個(gè)準(zhǔn)單色物像，所以狹縫起了濾波器的作用，有了它，彩虹全息圖才可以用白光再現(xiàn)。但是因視角受透鏡孔徑限制，狹縫又只允許一定方向和范圍的

6、物光通過，所以再現(xiàn)像只保留了沿縫方向的透視效果。4?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作步驟??一步彩虹全息圖的記錄與再現(xiàn)?1、設(shè)計(jì)光路，如圖3所示；??2、布置和調(diào)整全息光路；???（1）調(diào)激光束與工作臺(tái)面平行?（2）調(diào)所有光學(xué)元件處于等高同軸位置處：使用輔助棒將所有元件調(diào)至等高且使各光學(xué)元件的表面與激光束的主光線垂直即同軸?（3）按設(shè)計(jì)的光路圖擺設(shè)光路???????①調(diào)整物光路和參考光光路，先不放狹縫和兩個(gè)擴(kuò)束鏡。構(gòu)建好光路的整體框架。對(duì)于物光光路加入成像透鏡L以后，在L的后方用毛玻璃尋找物體的實(shí)像。透過L看實(shí)像，沿光軸方向移動(dòng)

7、物體，調(diào)整物距和像距，使人眼恰好能看到整個(gè)實(shí)像。調(diào)整好后在實(shí)像后面一定位置放置干板架。同時(shí)使參考光可以直接照射在玻璃片上??????②分別在物光路和參考光路中放入擴(kuò)束鏡??????③加入狹縫S，狹縫的寬度約1.5mm左右，通過狹縫的像觀察物體的實(shí)像是否完整，若狹縫的像左右不全，可適當(dāng)加大狹縫寬度或更換較小的物體?④調(diào)整M2的位置，使參考光光程和物光光程相等，且參考光與物光的夾角大約在30度到45度之間?⑤參考光與物光的光強(qiáng)比在4：1~8：1間選擇???3、曝光9秒?4、沖洗?????????先在顯影液中顯影至底

8、片上黑白十分清晰后，放入清水中清洗，再在定影液中定影約5分鐘，然后取片清洗??5、再現(xiàn)。用白光源再現(xiàn)彩虹全息像??。5?實(shí)驗(yàn)結(jié)果?實(shí)驗(yàn)臺(tái)的擺放情況如下圖：實(shí)驗(yàn)最后在燈光下看到的結(jié)果如下：6注意事項(xiàng)1、一定要使用輔助棒將各光學(xué)元件調(diào)到等高同軸位置處；2、擺光路圖時(shí)光線要在同一高度,否則所測(cè)量的光程有誤差;物光光程與參考光要近似相等,并盡可能地減小測(cè)量誤差。若誤差大,在記錄干版上將記錄不到