全息照相的基本原理-精品.ppt

全息照相的基本原理,王楠 PB04203137,內(nèi)容提要,全息技術(shù)的應(yīng)用,全息照相的拍攝原理,全息照相概述,全息照相的觀察原理,全息照相的特點(diǎn),全息照相概述,全息照相原理是1948年Dennis Gabor 為了提高電子顯微鏡的分辨本領(lǐng)而提出的?！叭ⅰ笔侵肝矬w發(fā)出的光波的全部信息：既包括振幅或強(qiáng)度，也包括相位。 照相技術(shù)是利用了光能引起感光乳膠發(fā)生化學(xué)變化的原理，變化的強(qiáng)度隨入射光強(qiáng)的增大而增大。普通照相使用透鏡成像原理，底片上化學(xué)反應(yīng)的強(qiáng)度直接由物體各處的明暗決定，即由入射光波的強(qiáng)度決定。而全息照相不但記錄了入射光波的強(qiáng)度，也記錄了入射光波的相位。 所謂全息照片就是一種記錄被攝物體反射（或透射）光波中全部信息的先進(jìn)照相技術(shù)。全息照片不用一般的照相機(jī)，而要用一臺(tái)激光器。激光束用分光鏡一分為二，其中一束照到被拍攝的景物上。另一束直接照到感光膠片即全息干板上。當(dāng)光束被物體反射后，其反射光束也照射在膠片 上，就完成了全息照相的攝制過(guò)程,全息照相的拍攝原理,拍攝全息照片的基本光路大致如圖。 一激光光源（波長(zhǎng)為 ）的光分成兩部分：直接照射到底片上的叫參考光；另一部分經(jīng)物體表面散射的光也照射到照相底片，稱(chēng)為物光。參考光和物光在底片上各處相遇時(shí)將發(fā)生干涉，底片記錄的即是各干涉條紋疊加后的圖像。,全息照相的拍攝原理,關(guān)于強(qiáng)度：顯然參考光各處的強(qiáng)度是一樣的，但由于物體表面的反射率不同，所以物光的強(qiáng)度各處不同。因此，參考光和物光疊加干涉時(shí)形成的干涉條紋各處濃淡也就不同。 關(guān)于相位。如圖。設(shè)O為物體上某一發(fā)光點(diǎn),全息照相的拍攝原理,設(shè)參考光在a處的波動(dòng)方程為:,全息照相的拍攝原理,設(shè)a、b為相鄰的兩暗紋,由干涉知：a 、b兩處的物光與參考光必須都反相.因?yàn)閍 b兩處的參考光相同,所以其物光的波程差為.由幾何關(guān)系知:,由此可知: 當(dāng)不同時(shí),物光與參考光形成的干涉條紋的間距也不 同,而的大小又可以反映出物光光波的相位.;再根據(jù)條紋的方向即可確定出物體的前后,上下,左右的位置.,全息照相的觀察原理,觀察全息照片的光路圖如下：,全息照相的觀察原理,全息照片不同于普通照片,其底片不顯示物體的形象,而是干涉條紋疊加后的圖像。沖洗時(shí)只是改變了不同部分的透光性。觀察時(shí),需利用與拍照時(shí)同頻率的光的衍射原理。仍考慮相鄰的兩條紋a和b,此時(shí)二者為兩透光縫。由惠更斯-菲涅耳原理知:處于同一波陣面上的a、 b可以當(dāng)成子波波源,其強(qiáng)度皆為激光光源的強(qiáng)度。沿原來(lái)從物體上O點(diǎn)發(fā)來(lái)的物光的方向的兩束衍射光,由幾何知識(shí)知其光程差恰為。由發(fā)光點(diǎn)O在底片上各處造成的透光縫透過(guò)的光形成的衍射條紋會(huì)使人眼感到原來(lái)的O點(diǎn)處有一發(fā)光點(diǎn)O。所有發(fā)光點(diǎn)的對(duì)應(yīng)的衍射條紋會(huì)使人眼看到一個(gè)處于原來(lái)位置的完整的立體虛像。,全息照相的特點(diǎn),1.全息照片衍射形成的立體虛像是一個(gè)真正立體的,當(dāng)人眼換一個(gè)位置時(shí),便可以看到物體的側(cè)面像,即物體上原來(lái)被擋住的部分也可以看到。 2.即使是全息照片的一塊殘片,也可以看到整個(gè)物體的立體象.因?yàn)榕臄z照片時(shí),物體上的點(diǎn)發(fā)出的物光在整個(gè)底片上處處與參考光發(fā)生干涉,也就是說(shuō),在底片上處處都有某一點(diǎn)的記錄。 3.在用光照射底片時(shí),在與原來(lái)物光對(duì)稱(chēng)方向的兩束光,其光程差也為,光線匯聚將會(huì)在 O”處形成一實(shí)像。,全息技術(shù)的應(yīng)用,在全息照相的基礎(chǔ)上，全息技術(shù)還擴(kuò)展到紅外、微波、超聲領(lǐng)域，進(jìn)一步發(fā)展形成了全息干涉術(shù)、彩色全息、及彩虹全息和周視全息等新的全息技術(shù)。由于全息照相具有三維成像的特點(diǎn)，可重復(fù)記錄，而且，每一小塊全息底片都能再現(xiàn)物體的完整，其用途十分廣泛?？蓮V泛用于精密干涉計(jì)量、無(wú)損探傷、全息光彈性、微應(yīng)變分析和振動(dòng)分析等科學(xué)研究。利用全息干涉術(shù)研究燃?xì)馊紵倪^(guò)程、機(jī)械件的振動(dòng)模式、蜂窩板結(jié)構(gòu)的粘結(jié)質(zhì)量和汽車(chē)輪胎皮下缺