摘要
脱层和气泡是轮胎主要的内部缺陷之一，采用常规检测手段很难检测出来，所以一般采用激光全息无损检测技术。早期的全息无损检测一般采用全息干板来记录全息图，检测周期长，检测效率低，不能适应现代工业流水线上的检测。数字全息技术用CCD代替传统全息记录材料记录全息图，用计算机模拟光学衍射过程来实现数字再现，实现了全息记录、存储和再现全过程的数字化，给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。本文从理论和实验两方面探讨了数字全息术的原理及其在轮胎内部缺陷无损检测方面的应用，并取得了较为满意的结果。所作的主要工作如下：
1．模拟实现了全息记录和重现的全过程，包括：模拟生成理想全息图；采用傅立叶变换法进行数字全息重现；提取相位，进行物体表面三维形貌恢复等。2．深入分析和研究了二次曝光和消除零级衍射斑的理论，同时进行模拟仿真和实验测试，得到了较好的结果，且实验结果与模拟的结果吻合。
3．搭建数字全息系统测量橡胶表面形变，获得了满意的形变测量结果，并进行了光路计算和实验中各参数的分析和讨论。
4．针对现场检测要求，提出新的光路，实现了更大视场的检测。实验证明，本系统的检测范围己达到138．Ira×112．4mm，处理一幅1300x 1024的图像只需62ms，已经达到实际工业流水线检测上的要求，可应用于现场检测。
关键词：数字全息全息重现电子散斑轮胎检测无损检测
一.绪论 (1)
1.激光全息无损检测技术的发展 (1)
2.轮胎无损检测的国内外发展动态 (2)
二.数字全息检测的基本原理 (2)
1.全息记录和再现的基本原理 (2)
1.1数字全息中的取样与离散化 (3)
1.2数字全息的分辨率与记录距离的关系 (4)
1.3数字全息术 (4)
2.二次曝光的原理 (4)
3.零级衍射斑的消除原理 (5)
4.电子散斑干涉技术的工作原理 (6)
三.软件设计 (6)
1.软件组成结构 (6)
1.1图像读入 (6)
1.2图像预处理 (6)
1.3二次曝光 (7)
1.4全息重现 (7)
1.5气泡尺寸判别 (7)
1.6人机交互界面 (7)
1.7资料归档 (7)
2.性能指标 (7)
3.数字全息图记录和再现 (7)
3.1记录过程 (7)
3.2重现过程 (8)
四.实验仿真与结果 (8)
五.结论 (9)
六.展望 (10)
1.光纤数字全息测量 (10)
2.数字全息术与相移技术相结合 (10)
七.参考文献 (10)
1.激光全息无损检测技术的发展
数字全息技术是由Goodman和Lawrence在1967年提出的n1，其基本原理是用光敏电子成像器件代替传统全息记录材料记录全息图，用计算机模拟再现过程取代光学衍射来实现波前的数字再现，从而实现了全息记录、存储和再现全过程的数字化，给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。90年代中期以来数字全息技术已成功应用于显微成像、干涉计量，粒子场的测试、信息存储、学信息加密、活体生物成像和三维形貌成像等领域瞳。轮胎制造和检测行业中，也同样需要用到数字全息技术。脱层和气泡是轮胎的内部主要缺陷之一。在轮胎制造过程的压延和成型等工序中，如果胶与胶、帘布与胶之间夹杂油污或污垢，或者帘布与胶之间的气体没有完全排出，就会导致轮胎内部产生脱层和气泡。新轮胎使用一段时间后，胎体内部粘合不牢处也会在剪切应力的作用下脱开，形成新的脱层。脱层和气泡采用常规检测手段很难检测出来，通常需要采用激光全息无损检测技术n"。激光全息轮胎无损检测技术是一种非接触和非破坏性的检测技术。通过真空加载使轮胎形变前后进行两次曝光，轮胎加载前后的相位和光强记录在全息干板上形成全息干涉图。全息干板经过显影、定影、水洗、风干后进行光学再现，就可观察到轮胎形变前后的干涉条纹。缺陷的干涉条纹必然是独立存在的，其圆形外缘与正常干涉条纹有界线，圆环中条纹的疏密程度表示形变大小口副，条纹密表示轮胎形变大，条纹疏表示轮胎形变小n引。同时，缺陷离表面的深浅程度与圆环中条纹的粗细有关，条纹粗的缺陷离表面远，条纹细的缺陷离表面近。因此通过全息干涉图的再现图像可以很容易地判读出轮胎内部缺陷的位置和大小。现代的数字全息术采用CCD代替全息干板记录全息图，不仅继承了传统全息的特点，而且还具有其自身的特点。与传统光学全息技术相比，数字全息技术的最大优点是：
1) 曝光时间短，能够用来记录运动物体的各个瞬间状态，而且由于没有烦琐的化学湿处理过程，记录和再现过程都比传统光学全息更加方便快捷。
2) 数字全息再现可以直接得到再现像的复振幅分布，而不单纯是光强分布，因此被记录物体的表面亮度和轮廓分布都可通过复振幅得到，可方便地实
现多种定量测量。
3) 由于数字全息采用计算机数字记录和再现，因此可以方便地对所记录的数字全息图进行图像处理，减少或消除全息图在记录过程中的像差、噪声、畸变及记录过程中CCD器件非线性等因素的影响，便于对测量对象进行定量测量和分析，并可对最后检测结果进行自动归类和整理。但是，与传统光学全息记录材料的高分辨率性能相比，数字全息也存在不足。
一方面，由于CCD光敏面尺寸小，使得数字再现像的分辨率低，像质较差；另一方面，由于CCD的像素尺寸较大，使数字全息记录的参考光和物光的夹角较小，只能记录物体空间频谱中的低频部分，且再现像与孪生像的分离困难。因此，目前数字全息仅适应于小物体、远距离记录，从而使得再现像面散斑尺寸大，横向分辨率低。因此，在目前CCD等光敏电子成像器件性能限制的情况下，提高数字全息术的分辨率和再现像的清晰度、实现再现像与其它成分的良好分离、获得较大视场的全息记录是目前数字全息技术发展和应用中首先需要解决的三个关键问题。
2.轮胎无损检测的国内外发展动态
近年来，国内的上海光学精密机械研究所、天津大学、山东师范大学、西安光学精密机械研究所和西北工业大学等一些单位都在这一领域积极开始研究工作，并取得一些初步成果降矧。我国自行研制生产的首台激光全息轮胎无损检测仪出自曙光橡胶工业研究设计院口引。它主要用于检测航空轮胎内部的气泡和脱层陷，也可以用于检测各种汽车轮胎。S2JOL21500型激光全息轮胎无损检测仪采用息干板记录条纹，适用于外直径小于1500m、内直径大于300mm的轮胎，可检测轮胎上胎肩到下胎肩的部分，灵敏度为elm，检测速度可达每小时10条。国外的激光数字错位散斑轮胎无损检测技术已非常成熟，轮胎行业应用该检测技术已进入普及阶段。德国Steinbichler公司专为轮胎行业设计生产了全场快速非接触、非破坏实时显示的激光数字错位散斑轮胎无损检测仪啪1。该检测系统由高分率的CCD、剪切元器件、大功率半导体激光器及图像处理与分析软件构成。Intact 1200型激光错位散斑轮胎无损检测仪适用于外直径小于1250m的轮胎检测，由于该检测仪采用双检测头，因此可以将检测速度提高l倍。这种新型的检测仪检测周期短，检测速度可达每小时50条；检测范围更全面，能够检测轮胎肩部、胎圈、胎冠和胎侧；采用激光波长为532nm，目前检测出的最小缺陷为2mm。
比较后可以看出，国内利用全息干板进行检测，检测速度慢，但是检测精度较高，而国外利用CCD采集全息图像，检测速度快，但是检测精度较使用全息干板检测时低。国外轮胎生产厂家已普遍将激光无损检测仪用于新轮胎和翻新轮胎的检测。米其林和固特异等大型轮胎企业是应用该种检测仪的大户。一般国外轮胎翻新企业均配备两台激光无损检测仪，一台用于翻新前检测，淘汰内部缺陷较严重的轮胎，另一台用于翻新后检测，保证到达客户手中的轮胎是合格品。在国内，银川橡胶厂(现银川佳通轮胎有限公司)1992年率先引进美国生产的激光全息轮胎无损检测仪。至1J2004年，已有沈阳三橡轮胎有限公司、上海轮胎橡胶(集团)股份有限公司和曙光橡胶工业研究设计院分别引进了德国生产的激光错位散斑轮胎无损检测仪。
二.数字全息检测的基本原理
1.全息记录和再现的基本原理
全息记录的过程就是用记录介质记录物光和参考光的干涉图样，而全息重现是重现光波照射全息圈后发生衍射的结果。用激光束照射物体表面的同时，引入一束标准激光波成为参考光波与物光波进行干涉，其干涉光场的分布(包括干涉条纹的形状、疏密及明暗分布)与两束光波的波面特性(振幅及相位)密切相关。全息技术利用光的干涉原理，将物体反射的特定光波波前以干涉条纹的形式记录下来，达到冻结物光波相位信息的目的。如图：
全息照相记录示意图
涉条纹与物体表面的高低信息的关系非常复杂，因此直接观察干涉条纹全息圈是无法知道物体表面的高低信息的。在传统全息图中，干涉条纹是记录在感光胶片上的。如果用与参考光波相同的再现光波去照射全息圈，可以完全再现原来的三维物光波，如图2—2所示。数字全息用CCD取代全息胶片记录干涉条纹，并在计算机上进行全息的数字再现过程．即以数字再现算法模拟光学衍射的过程。如图：
全息照相再现示意图
1.1数字全息中的取样与离散化
数字全息图用CCD记录下干涉图样。由于CCD是由单元像素排列成的点阵，所以它记录的全息图也是对连续全息面的一个取样。当CCD由MXN个像素组成，则CCD对全息面的取样可以通过下式来描述：
其中分别表示CCD像素横向和纵向的尺寸；表示CCD靶面的尺
寸，rect表示矩形函数，comb表示梳状函数。若全息图的曝光强度为，则用CCD记录的全息图q(x，Y)则可以用下式表示：
如果设息图经过取样和量化后用q(m，n)来表示。CCD记录的正
是这样一系列的点阵数据，这些数据是对空间物光波与参考光干涉场光强的一个取样，用灰度值的大小来表示光强的强度。
全息面用CCD记录后由点阵数据所组成，所以在进行数字再现时计算公式都需要进行量化，使其保持一致性。
1.2数字全息的分辨率与记录距离的关系
数字全息主要应用于测量领域，．其系统分辨率是非常重要的评价指标。数字全息的横向分辨率与传统成像光学仪器的分辨本领具有相同的物理意义，其大小主要取决于再现像位置以及CCD尺寸。根据菲涅耳全息理论，数字全息再现像分辨率可定义为:
式中λ为再现光波波长，Z，为再现像平面与CCD记录面之间的距离，Lxccd为CCD
光敏面的尺寸。为了避免再现畸变，一般情况下使λ等于记录波长，并让再现距离与记录距离相等即Z0=Z1一般来说，CCD的光敏面尺寸是固定不变的，λ也是定值，那么再现像的分辨率δ就只与记录距离Z0有关，当Z0越小，数字再现像的分辨率就越高。
1.3数字全息术
数字全息术(Digital Holography)也称电子散斑干涉技术(ESPI，’Electronic Speckle Pattern Interferometer)或是TV全息摄影术(TVHolography)计算机图像处理技术、激光技术以及全息干涉技术相结合的一种新技术。一束激光经透镜扩束后照射到被测物表面上，其反射光与直接照射至UCCD的参考光束发生干涉，就会形成一系列的散斑图像。通过图像比较可以显示出散斑结构中的变化并产生相关条纹，它们是由于记录图像之间的表面位移与变形而产生的，通过智能软件可以自动分析这些条纹并计算出位移大小。先进的ESPI系统利用若干个激光照射，可以测量位移和变形的三维信息以及轮廓信息(3D-ESPI系统)，并根据这些数据获得应变、应力、振动模式以及更多的信息。
2.二次曝光的原理
所有干涉仪的工作原理都是比较两个或多个波面的形状。二次曝光法是将初始物光波面与变形以后的物光波面相比较∞1。在记录过程中对一张全息干板作二次曝光，一次是记录初始物光波(标准波面)的全息图：一次是记录变化以后的物光波(变形波面)的全息图。这两张全息图记录在同一张干板上，当用照明光波再现时，可再现出两个物光波面，这两个波面是相干的，因而观察到的是它们之间的干涉条纹。通过干涉条纹的分布情况，可以了解波面的变化。
二次曝光法记录光路如图所示，在底片平面上，参考光波为：
初始物光波为：
变形后的物光波为：
假定两次曝光时间相同，则总的曝光光强为
在线性记录条件下，全息图的复振幅透过率正比于曝光光强。
3.零级衍射斑的消除原理
设传播至UCCD上的物光波波前为O(x，Y)，参考光波波前为R(x，Y)，则通过CCD记录的物光和参考光波的干涉图像，其光强分布为：
其中R(x，y)R*(x，y）为参考光强度，O(x，y)O*(x，y)为物光强度，O(x，y)R*(x，Y)和O(x，y)R*(x，y)为物光和参考光的干涉项。当采用再现光波和参考光波完全相同
时，全息图的重建波前复振幅可表示为
3-13
式中，第1项为零级像，是物体的自相关像，OR+R对应着物光的准确再现，为+l级衍射像，而腼协RRO*(x,y）对应着共轭像，为一1级衍射像。利用图像相减以消除零级衍射斑主要分以下两个步骤。首先用CCD记录干涉条纹的强度分
布，并把离散化的数据输入计算机存储。然后保持实际光路不变，分别挡住参考光和物波，用同一个CCD摄像机记录下它们各自的强度分布I，，Iz，分别把它们输入计算机存储。
4.电子散斑干涉技术的工作原理
电子散斑干涉技术是基于散斑原理,利用轮胎变形前后空间散斑分布的变化来描述轮胎形变的电子散斑干涉技术对刚体运动不敏感，同时大大降低了对测试环境，尤其是隔震性的要求．从而使这项检测技术脱离了实验窜，进入到工业环境的实际应用当中，并可广泛应用于轮胎生产的在线检测。电子散斑干涉技术对缺陷所进行的检测是基于对物体两个形变状态的比较得出的，目前较为常用的是真空加载。当轮胎周围的大气压变化时．轮胎内部的缺陷就会造成该部位的胎体表面发生异常变形。一般压力下降几千帕时，缺陷使胎体表面产生异常变形，同时使反射光波产生微米数量级的变化。如此微小的光程差通常要借助高灵敏的电子散斑干涉技术。电子散斑轮胎无损检测技术在检测中通过高分辨率的CCD摄像系统，将轮胎受力变化过程中的应变信息以相位图的形式实时记录下来，再应用光电转换技术将光信号转换为数字信号．然后通过图像处理软件和图像分析软件进行计算和分析，从而得到描述轮胎形变的相位图，通过自动计算这些畸变部位的面积并实时显示，使得轮胎内部缺陷被准确地检测出来并清晰地显示在屏幕上。
三.软件设计
1.软件组成结构
在轮胎的流水线检测上，从CCD直接采集出来的图像并不是非常理想，需要经过图像处理和软件计算后，才能得到最终结果。另外，为了实现流水线上实时的自动检测，方便工人操作和处理，还需要良好的人机交互界面及自动判别、归类、存储档等功能。
软件主要由图像读入、图像预处理、二次曝光、全息重现、判决评定、文件归档和人机交互几个部分组成，其信号流程如下图所示：
1.1图像读入
数字式CCD摄像机可直接输出数字化的图像，如SKC系列的CCD摄像机都可以以RS644格式输出数字图像。通过专用接口卡可以把数字图像直接输入到计算机中处理或保存。
1.2图像预处理
直接获得的原始图像含有许多随机和系统噪声，因此处理前要对图像进行预处理。图像增强是图像预处理的一个重要步骤，它可以改善图像的视觉效果，并把
图像处理成适于分析或控制的某种形式。图像增强内容广泛，包括去除噪声、锐化、边缘提取等。对于全息干涉图像，预处理可以降低图像噪声，提高对比度，提取图像的特征等。
1.3二次曝光
实际操作时，通常采用真空加载使轮胎表面产生形变。加载前记录第一幅全息图，加载后记录第二幅全息图。将两幅全息图进行对比后，可以得到加载前后橡胶表面的形貌变化。异常变形的区域就是缺陷存在的区域。
1.4全息重现
CCD记录全息图后，需要进行数字全息重现，即用软件模拟光学重现的过程。由于本课题应用于流水线检测，要求再现速度快，对图像细节损失小，因此本文选择菲涅尔衍射法进行全息重现。
1.5气泡尺寸判别
由于气泡的存在，加载前后异常变形的区域一般表现为“蝴蝶斑”图案。“蝴蝶斑”图案的方位和大小反应了气泡的尺寸和方位，因此对测量结果要进行识别和判断。首先要确定是否是“蝴蝶斑’’，其次要探测“蝴蝶斑’’的具体方位，最后要计算“蝴蝶斑”的尺寸，从而判别气泡的大小。为了判断轮胎缺陷是否超过样品标准，需要对图像库的“蝴蝶斑”图像进行比较，最终进行归档和分类。1.6人机交互界面
检测前需要预先设定不同的系统参数，如被测轮胎外径，内径及基本型号；设置判决参数和样板库，用于对检测结果进行分级和管理；以及设置文件归档目录、数据库入口等。同时，软件还需要有中断处理功能，方便进行多种人工干预，如修改工作参数、修正判别结果、保存特殊数据等。
1.7资料归档
根据图像处理的结果和用户设定的参数，自动将探测结果与图像库进行比对，并自动进行分类和存储，便于以后的数据库管理和查询。
2.性能指标
具体指标要经过实际处理、现场实验和工艺要求来最终确定。
(1)处理时间：满足当前生产线时序要求。每个轮胎图像处理时间不大于30秒。
(2)检测精度：按照样本库的图样，准确判决出气泡的存在和大小。
(3)准确率：漏判率小于0．5％，误判率小于0．5％
3.数字全息图记录和再现
3.1记录过程
全息记录的过程如上图所示。
3.2重现过程
我们用重现光照射全息图，全息面后的光场经菲涅耳衍射传播距离z后到达
像面。
四.实验仿真与结果
这是用VC NET编程模拟计算，按照干涉强度公式，生成全息干涉图。本文模拟的是距离全息记录中心为0 5m的点光源与成角度入射的平面波干涉情况，设CCD像元大小为10m，像素数为512*512，波长 =630rm。根据所设参数．由公式3-17求得分离0级和±1级衍射像时所需物参光夹角为o=0 88。。而采用本文方法实行零级条纹去除后，利用零级衍射斑的消除原理公式可知，最小可分离的物参光夹角为e=29。即可。物光和参考光之间所需最小夹角的减小．有利于降低对CCD分辨率和像面大小等性能的要求，提供系统的性价比。
图4-26二次曝光与电子散斑干涉对比
对比两种方法可以看到，两种方法都属于非接触测量，且处理结果中的相干条纹强度都与物体表面变形大小有关，通过计算相关条纹便可得到物体表面相位的变化。但是两种方法有各有优缺点。用二次曝光法检测物体形变，必须要经过全息重现的过程，因此检测速度较慢，但是没有高频分量的干扰。而用电子散斑干涉法检测物体形变，检测速度快，但由于相减后的光强信息包含着随机散斑相位a，因此会产生随机的高频散斑噪声，这使得电子散斑干涉法不能达到很高的分辨率，限制了该方法的检测精度。传统全息术采用全息干板来记录全息条纹。用全息干板所得到的全息缺陷条纹图，平滑细致，全息照片的干涉图样具有非常精细的结构，分辨率较高。而目前采用CCD来记录条纹，分辨率和像面尺寸较全息干板要低很多，因此记录条件苛刻，高频分量无法记录而导致再现像效果变差，同时再现像很难分离，导致有用信息无法提取。基于目前CCD的分辨率和再现分离条件，用离轴全息来进行大视场检测很难得到清晰的、高分辨率的再现像。因此，采用高分辨率的CCD，并将相移技术引入实际工业检测中，可以部分解决这类问题。
五.结论
本章主要是设计实际的全息光路，对实物进行了实验研究。得到的结论如下。1．利用两平面镜进行干涉实验，对采集到的条纹进行处理，并进行了二次曝光和消除零级衍射斑的实验，与前面模拟的结果一致。
2．针对实际实物表面为漫反射的物体，利用离轴全息检测时再现像分离困难，因此本章设计并搭建光路，采用电子散斑技术检测橡胶表面形变。光路设计时，不仅应保证物光和参考光的光程差应小于激光的相干长度，还应尽量使得物光和参考光的光强基本相等。同时由于光的空间相干性，采集干涉图像时，CCD应通过透镜对物体表面成像。
3．散斑大小与相干光波长，透镜F数以及成像系统放大倍数有关。视场增大后，散斑尺寸变大，同时系统分辨率降低。由此可见，大视场和分辨率是一对矛盾体，
需要从中取得平衡。
4．目前用二次曝光法和电子散斑干涉法检测橡胶表面形变，两者检测结果条纹相似，明暗相反。由于二次曝光进行全息重现后，有零级衍射斑的影响，所以图像对比度较低，条纹没有电子散斑处理的结果清晰。
5．本系统的检测范围已达到138．1mmX 112．4m，对于一幅1300X 1024的图像处理时间需要62ms。因此，本系统的检测范围和检测速度已经基本达到实际工业流水线检测上的要求，可应用于现场检测。
六.展望
1.光纤数字全息测量
把光纤应用于数字全息术，不仅取代了传统全息中的分立光学元件，使整个系统结构更加简单，而且由于光纤具有细小柔韧，抗电磁干扰，耐腐蚀，可绕曲的优点，使整个系统可以用于复杂结构，封闭结构，远距离，危险有腐蚀性的环境中。全光纤全息系统体积小，结构简单，光路稳定抗震，在工业和医学领域有很大的应用前景。光纤数字全息术采用的光路可以分成两类。一种是光纤只用于传光，CCD直接接收参考光和物光。而另一种光纤数字全息系统中，光纤不仅用于传光，也用于传像，光纤须将物光信息传递到CCD靶面上。
2.数字全息术与相移技术相结合
相移技术与数字全息术相结合，全息图平面上物光相位信息的获取就可以通过实验的手段即引入相移技术而实现，记录光路可采用同轴全息的形式。与采用离轴全息光路的数字全息术相比，相移数字全息术不需要载波条纹，能够更为有效地利用CCD的带宽。同时还免去消除共轭像等数字滤波过程。随着科学技术的不断发展，数字全息的应用前景将会是无法估量的。数字全息术必将从实验室走出，走到真正的工业流水线生产和应用上，数字全息术的应用范围也将更加广泛。
七.参考文献
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[6]钟丽云，张以谟，吕晓旭，钱晓凡，熊秉衡．数字全息图再现像的分析计算.中国激光，2004，31(5)：570．574 ．
为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成:、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量;在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 1.横贯一生的彩虹--生活广度在一生生涯的彩虹图中，横向层面代表的是横跨一生的生活广度。彩虹的外层显示人生主要的发展阶段和大致估算的年龄:成长期(约相当于儿童期)、探索期(约相当于青春期)、建立期(约相当于成人前期)、维持期(约相当于中年期)以及衰退期(约相当于老年期)。在这五个主要的人生发展阶段内，各个阶段还有小的阶段，舒伯特别强调各个时期的年龄划分有相当大的弹性，应依据个体的不同情况而定。 2.纵贯上下的彩虹--生活空间在一生生涯的彩虹图中，纵向层面代表的是纵贯上下的生活空间，由一组职位和角色所组成。舒伯认为人在一生当中必须扮演九种主要的角色，依次是:儿童、学生、休闲者、公民、工作者、夫妻、家长、父母和退休者。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期的角色如果发展得比较好，将会为其他角色提供良好的关系基础。但是，在一个角色上投入过多的精力，而没有平衡协调各角色的关系，则会导致其他角色的失败。在每一个阶段对每一个角色投入程度可以用颜色来表示，颜色面积越多表示该角色投入的程度越多，空白越多表示该角色投人的程度越少。的作用主要是对自身未来的各阶段进行调配，做出各种角色的计划和安排，使人成为自己的生涯设计师。生涯彩虹规划图使用，如图所示。 此图为某位来访者为自己所勾画的生涯彩虹图。半圆形最中间一层，儿童的角色在5岁以前是涂满颜色的，之后渐渐减少，8岁时大幅度减少，一直到45岁时开始迅速增加。此处的儿童角色，其实就是为人子女的角色。因而这个角色一直存在。早期个体享受被父母养育照顾的温暖，随着成长成熟，慢慢开始同父母平起平坐，而在父母年迈之际，则要开始多花费一些心力来陪伴、赡养父母。 第二层是学生角色。在这个案例中，学生角色从4、5岁开始，10岁以后进一步增强，20岁以后大幅减少，25岁以后便戛然而止。但在30岁以后，学生角色又出现，特别是40岁出头时，学生角色竟然涂满了颜色，但2年后又完全消失，直到65岁以后。这是由于处于现代科技发展日新月异、知识爆炸的社会，青年在离开学校、工作一段时间之后，常会感到自身学习已不能满足工作需要，需要重回学校以进修的方式来充实自我。也有一部分人甚至等到中年，儿女长大之后，暂离开原有的工作，接受更高深的教育，以开创生涯的"第二春"。学生角色在35岁、40岁、45岁左右凸现，正是这种现象的反映。 第三层是休闲者角色。这一角色在前期较平衡地发展，直到60岁以后迅速增加，也许有人会惊讶舒伯把休闲者角色列入生涯规划的考虑之中。其实，平衡工作和休闲是一项非常重要的任务，特别是在如此快节奏、高效率的社会中，正如图中的空白也构成画面一样，休闲是我们维持身心健康的一种重要手段。 第四层是公民。本案例角色从20岁开始，35岁以后得到加强，65~70岁达到顶峰，之后慢慢减退。公民的角色，就是承担社会责任、关心国家事务的一种责任和义务。 第五层是工作者的角色。该当事人的工作角色从26岁左右开始，颜色阴影几乎填满了整个层面，可见当事人对这一角色相当认同。但在40多岁时，工作者的角色完全消失，对比其他角色，不难发现，这一阶段，学生角色和家长角色都有不同程度的增强。两三年后，学生角色小时，家长角色的投入程度恢复到平
他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量;在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 1.横贯一生的彩虹--生活广度在一生生涯的彩虹图中，横向层面代表的是横跨一生的生活广度。彩虹的外层显示人生主要的发展阶段和大致估算的年龄:成长期(约相当于儿童期)、探索期(约相当于青春期)、建立期(约相当于成人前期)、维持期(约相当于中年期)以及衰退期(约相当于老年期)。在这五个主要的人生发展阶段内，各个阶段还有小的阶段，舒伯特别强调各个时期的年龄划分有相当大的弹性，应依据个体的不同情况而定。 2.纵贯上下的彩虹--生活空间在一生生涯的彩虹图中，纵向层面代表的是纵贯上下的生活空间，由一组职位和角色所组成。舒伯认为人在一生当中必须扮演九种主要的角色，依次是:儿童、学生、休闲者、公民、工作者、夫妻、家长、父母和退休者。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期的角色如果发展得比较好，将会为其他角色提供良好的关系基础。但是，在一个角色上投入过多的精力，而没有平衡协调各角色的关系，则会导致其他角色的失败。在每一个阶段对每一个角色投入程度可以用颜色来表示，颜色面积越多表示该角色投入的程度越多，空白越多表示该角色投人的程度越少。的作用主要是对自身未来的各阶段进行调配，做出各种角色的计划和安排，使人成为自己的生涯设计师。生涯彩虹规划图使用实例，如图所示。 此图为某位来访者为自己所勾画的生涯彩虹图。半圆形最中间一层，儿童的角色在5岁以前是涂满颜色的，之后渐渐减少，8岁时大幅度减少，一直到45岁时开始迅速增加。此处的儿童角色，其实就是为人子女的角色。因而这个角色一直存在。早期个体享受被父母养育照顾的温暖，随着成长成熟，慢慢开始同父母平起平坐，而在父母年迈之际，则要开始多花费一些心力来陪伴、赡养父母。 第二层是学生角色。在这个案例中，学生角色从4、5岁开始，10岁以后进一步增强，20岁以后大幅减少，25岁以后便戛然而止。但在30岁以后，学生角色又出现，特别是40岁出头时，学生角色竟然涂满了颜色，但2年后又完全消失，直到65岁以后。这是由于处于现代科技发展日新月异、知识爆炸的社会，青年在离开学校、工作一段时间之后，常会感到自身学习已不能满足工作需要，需要重回学校以进修的方式来充实自我。也有一部分人甚至等到中年，儿女长大
全息原版制作的原理与工艺 彩虹全息概述 从商品包装的角度考虑，包装防伪标识不仅应该具有较强的防伪功能，而且更重要的是当在包装上使用了防伪标识后，标识不仅不破坏原来包装图案的整体协调感和装潢效果，而且应该增强原包装的装潢促销功能。目前常用的全息防伪标识主要采用彩虹全息图。所以本书重点介绍彩虹全息图的制作工艺。 彩虹全息是用激光记录的全息图，用白光再现单色或彩色像的一种全息技术，从再现像与原物色彩之间的异同，彩虹全息又可分为假彩色彩虹全息和真彩色彩虹全息两类。 彩色彩虹全息的基本特点是在记录系统中适当位置加入一个狭缝，其作用为限制了再现光波,以降低图像的色模糊，从而实现白光再现单色或彩色像。彩虹全息首先由本顿受到全息图的碎片能再现物体完整像的启发，在1969年以二步记录全息（二步彩虹全息）的方式提出的。 二步彩虹全息先记录一张离轴菲涅耳全息图（称主全息或掩膜），如图1（a）所示。用记录主全息时的逆参考方向的共轭光照明主全息图，使其再现孪生实像，靠近主全息放一个宽为a的水平狭缝S，以限制衍射光束即以狭光束构成孪生实像，如图1（b）所示。这样记录的全息图即为二步彩虹全息。用再现白光照明这彩虹全息时，物体和狭缝的再现像将激光记录时，再现像束中红、绿、蓝（R、G、B）三种颜色波长光的再现像和狭缝像处在不同的位置，这样，在不同波长狭缝像的位置即看到不同颜色的像，这就是能用白光照明全息图再现单色像的原因。如果人眼沿z轴移动，使几种颜色的光进入眼睛，就会观察到像的颜色像雨后天空中的彩虹一样，这就是彩虹全息命名的由来。
图1 二步彩虹全息图的记录与再现 (a)主全息记录光路(b)二步彩虹全息记录光路(c)白光再现像 因为本顿提出的二步彩虹全息要记录二次全息图，手续较繁，易产生噪声，且不能对再现像的颜色的观察方位作设定。所以，后来发展了一步彩虹全息、加场镜的一步彩虹、像散二步和一步彩虹、无狭缝彩虹、无透镜彩虹、条形散射屏综合狭缝彩虹、编码二步彩虹和零光程差彩虹全息等多种彩虹全息技术。考虑到商品包装对防伪标识应具备能用专色表示品牌特色的功能，能通过景特色彩的设计，景特纵深感强、装潢效果好和色彩鲜艳多变引人注目等要求，本书仅介绍具有色彩编码功能的彩虹全息的制作工艺。 彩虹全息特点 现在我们分析一下彩虹全息图的特点。由于记录全息图H时，物光束受狭缝S 的限制，只是—束细光束投射在H上，因而对应—个物点Ol的信息在全息图的y 方向上只占了一小部分H0。对于这一部分全息图，也可以叫做线全息图(图2)。 由于一个物点的全息图的大小在y方向(铅直方向)受到限制，在x方向(水平方向)不受限制。这样再现像在y方向便失去了体视感，在x方向仍有体视效应。 图2彩虹全息特点图3 颜色设计原理 彩虹全息原版的记录方法
第27卷 第6期 1998年12月 电子科技大学学报 Journal of UEST of China Vol.27 No.6 Dec.1998 单波长激光实现三维真彩色彩虹全息图的记录Ξ 刘 艺3 王仕王番 (电子科技大学应用物理系 成都 610054) 【摘要】 提出一种新的利用单波长激光记录三维物体的真彩色彩虹全息图的方法,此方法仅需用一般彩虹全息的光学元件,从物体的多波长真彩色彩虹全息图出发,利用光路可逆,自动解决了真彩色 全息图单波长记录时三原色像的准确对位问题。此方法简单经济,在三维真彩色全息印刷上有良好的 实用前景,实验获得了满意的结果。 关 键 词 单波长; 真彩色; 彩虹全息术 中图分类号 T B877.1; T N26 与一般的彩虹全息图相比,三维真彩色全息图具有更加美观的艺术魅力、更强的防伪能力,在模压全息工业上具有广阔的实用前景。由于模压全息应用的光刻胶版都是蓝敏的,要得到可模压的真彩色全息图,需要使用单波长的激光进行记录。这个问题近来已提出了一些制作方法[1,2]。文献[1]提出的色编码重现技术,需要人工将物体的三原色主全息图在单波长再现时进行精密对位,引起制作上的困难;文献[2]提出的技术勿需三原色像严格对准,但在光路中需要使用大口径的消色差透镜,器件较为昂贵,同时三色狭缝像长度、物体的像差和全息图的视场角等也将受透镜口径的限制。 我们进行了三维真彩色彩虹全息图的制作,深感单波长记录时三原色像对位的困难。本文提出一种无需将三原色像进行对位的单波长记录真彩色彩虹全息图的方法,方法不必使用特别的仪器设备。由于巧妙地利用了光路可逆性,相应的光路并不复杂。 1 单波长记录真彩色彩虹全息图的原理及分析 利用三原色原理实现高质量的多波长三维真彩色全息图制作,是非常成熟的技术,但只有利用单波长记录,才能获得物体的光刻胶版全息图。 图1是用二步法记录多波长真彩色全息图的一般过程,θ为物参光夹角。第一步,物体O分别由波长为λi(i=r,g,b)的红、绿、蓝三种激光照明后,再与对应波长的参考光R1(λi)干涉记录,获得物体的三原色主全息图H i(i=r,g,b),如图1a所示;第二步,如图1b所示,经过狭缝S限制,H i由原参考光的共轭光R31(λi)再现,得到波长为λi的物像O3(λi),并且在物体的像面处与R2(λi)干涉记录,即记录物体的多波长真彩色全息图H。 从图1可以看到,H上同时记录了物体的红、绿、蓝三原色彩虹像O3(λi),i=r,g,b。由于记录时λi不同,O3(λi)的干涉条纹的间距是不同的。因此,当用波长为λk的激光沿H的共轭参考光方向R32再现时,三原色光相应的狭缝像H′i将在空间位置上产生分离,如图2a所示,此时用R k(λk)将H′i记录为一张编码全息图H k。 Ξ1998年9月17日收稿 3男 25岁 硕士 助教
目录 1 实验目的 (1) 2 实验原理 (1) 3 实验仪器 (3) 4 实验内容 (3) 4.1 一步彩虹全息真像纪录 (3) 4.2 方孔一步彩虹全息像的再现 (4) 5 实验结果 (4) 6 实验总结 (5) 7 感想体会 (6) 8 参考文献 (6)
方孔一步彩虹全息实验研究 1实验目的 1、了解像全息白光再现的原理及一步彩虹全息和像面全息的原理。 2、掌握一步彩虹全息图制作方法。 3、了解像面全息实验方法。 2 实验原理 像面全息图的拍摄用成像系统使物体成像在全息底板上，在引入一束与之相干的参考光束，即成像面全息图，它可用白光再现。再现象点的位置随波长而变化，其变化量取决于物体到全息平面的距离。像面全息图的像（或物）位于全息图平面上，再现像也位于全息图上，只是看起来颜色有变化。因此在白光照射下，会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像，使观察者通过狭缝像来看物体的像，以实现白光再现单色像。一步彩虹全息图的记录光路是在三维照相的光路中，在记录干板与物体之间插入一个成像透镜和一个水平狭缝，把物体和狭缝的像一次记录下来，由于狭缝放置的位置不同，一步彩虹全息图的记录光路有两种；一种是赝像的记录光路，一种是真像记录光路。 赝像记录原理如图1所示。狭缝紧贴成像透镜后面放置，成像透镜只对物体成实像对狭缝不成实像，狭缝位于透镜焦点之内在焦点外成虚像。用会聚光作参考光。 图1 一步彩虹全息赝像记录原理图
图2 一步彩虹全息真像记录原理图 真像记录原理如图2所示，狭缝和物体O均放在透镜L的焦点以外，狭缝位于物体和透镜之间。成像透镜对物体和狭缝均成实像，二者的像均在透镜的另一侧，物体的实像和狭缝的实像分别成在记录干板的前边和后边，物体的像离全息干板近一些。图3为彩虹全息真像纪录的参考光路。 图3 彩虹全息记录光路 S：激光器 SF：扩束镜 BS：分束镜 L1：成像透镜 M1、M2：放射镜 O：物体 H：全息干板 S1：狭缝 两种记录光路所拍摄的彩虹全息图，如用记录时的单色光再现，可以通过再现出的狭缝实像观察到所记录物体的明亮虚像（如图4）。用白光再现，则形成七色图像。
生涯彩虹图简介 从1957年到1990年，著名职业生涯规划大师萨柏（Donald E.Super）拓宽和修改了他的终身职业生涯发展理论，这期间他最主要的贡献是“生涯彩虹图”。为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，舒伯创造性地描绘出一个多重角色生涯发展的综合图形——“生涯彩虹图”，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成：子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量；在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 根据萨柏的看法，一个人一生中扮演的许许多多角色就像彩虹同时具有许多色带。萨柏将显著角色的概念引入了生涯彩虹图。他认为角色除与年龄及社会期望有关外，与个人所涉入的时间及情绪程度都有关联，因此每一阶段都有显著角色。 生涯彩虹图的解析[1] 1．横贯一生的彩虹——生活广度在一生生涯的彩虹图中，横向层面代表的是横跨一生的生活广度。彩虹的外层显示人生主要的发展阶段和大致估算的年龄：成长期(约相当于儿童期)、探索期(约相当于青春期)、建立期(约相当于成人前期)、维持期(约相当于中年期)以及衰退期(约相当于老年期)。在这五个主要的人生发展阶段内，各个阶段还有小的阶段，舒伯特别强调各个时期的年龄划分有相当大的弹性，应依据个体的不同情况而定。 2．纵贯上下的彩虹——生活空间在一生生涯的彩虹图中，纵向层面代表的是纵贯上下的生活空间，由一组职位和角色所组成。舒伯认为人在一生当中必须扮演九种主要的角色，依次是：儿童、学生、休闲者、公民、工作者、夫妻、家长、父母和退休者。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期的角色如果发展得比较好，将会为其他角色提供良好的关系基础。但是，在一个角色上投入过多的精力，而没有平衡协调各角色的关系，则会导致其他角色的失败。在每一个阶段对每一个角色投入程度可以用颜色来表示，颜色面积越多表示该角色投入的程度越多，空白越多表示该角色投人的程度越少。的作用主要是对自身未来的各阶段进行调配，做出各种角色的计划和安排，使人成为自己的生涯设计师。生涯彩虹规划图使用实例，如图所示。
生涯彩虹图 (Life-career rainbow) [编辑] 生涯彩虹图简介 从1957年到1990年，著名职业生涯规划大师萨柏（Donald E.Super）拓宽和修改了他的终身职业生涯发展理论，这期间他最主要的贡献是“生涯彩虹图”。为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，舒伯创造性地描绘出一个多重角色生涯发展的综合图形——“生涯彩虹图”，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成：子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量；在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。
根据萨柏的看法，一个人一生中扮演的许许多多角色就像彩虹同时具有许多色带。萨柏将显著角色的概念引入了生涯彩虹图。他认为角色除与年龄及社会期望有关外，与个人所涉入的时间及情绪程度都有关联，因此每一阶段都有显著角色。 [编辑] 生涯彩虹图的解析 在生涯彩虹图中，最外的层面代表横跨一生的“生活广度”，又称为“大周期”，包括成长期、探索期、建立期、维持期和衰退期。里面的各层面代表纵观上下的“生活空间”，由一组角色和职位组成，包括子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者等主要角色。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期角色的成功，将会为其他角色提供良好的基础；反之，某一个角色的失败，也可能导致另一个角色的失败。舒伯进一步指出，为了某一角色的成功付出太大的代价，也有可能导致其他角色的失败。 彩虹图中的阴影部分表示角色的相互替换、盛衰消长。它除了受到年龄增长和社会对个人发展、任务期待的影响外，往往跟个人在各个角色上所花的时间和感情投入的程度有关。从这个彩虹图的阴影比例中可以看出，成长阶段(0～14岁)最显著的角色是子女；探索阶段(15—20岁)是学生；建立阶段(30岁左右)是家长和工作者；维持阶段(45岁左右)工作者的角色突然中断，又恢复了学生角色，同时公民与休闲者的角色逐渐增加，这正如一般所说的“中年危机”的出现，同时暗示这时必须再学习、再调适才有可能处理好职业与家庭生活中所面临的问题。
128 实验十六 彩虹全息图的制作 实验目的 制作彩虹全息图并在白光下观察其再现像。 实验方法 第一步：对被照物体制作一个普通的全息图H 1，叫母全息图，见图1。 第二步：将已做好的全息图H 1用R 1*照明再现物体实像，利用此实像作为物（物光），加上参考光R 2及狭缝制作出第二块全息图H 2。 这第二块全息图H 2，具有彩虹的性质，也就是在用R 2*再现时，眼睛放在狭缝位置上可以看到物体的像，若在白光下再现，人眼沿着与狭缝垂直的方向改变观察方向，可看见不同颜色、五彩缤纷的像，如图2所示。 实验光路如图3所示。 实验步骤 （制母板步骤省略） 1．首先按图3调好光路。 2．放上已作好的母全息图，用R 1*再现原物体实像，可在实像处放一毛玻璃观察。（这时可挡掉R 2）。 3．挡住物光，调节参考光R 2，使参考光R 2与物光波光强比约为3:1。（可调连续分束镜或在参考光路中放置衰减镜）。 4．挡住光源，在实像面处放上全息干板，待稳定后进行曝光。曝光时间，He －Ne 激光器功率40mW ，天津Ⅰ型全息干板为20秒左右，GYT 型干板为90秒左右。 全息干板 图1 母全息图 图2 第二块全息图
129 5．经显影、定影和漂白后的干板在白光下观察其再现现象。 注意事项 1．狭缝大小和方向的选择： 狭缝大小选取由虹全息来说希望越窄越好。越窄色彩越纯，但太窄物光强太弱，不便观察，也不容易拍照。至于狭缝方向水平放置与垂直放置均可，只是观察时移动方向不同，依习惯而定。 2．制作彩虹全息图时，参 考光与物光光强比约为3:1。且参考光与物光夹角不宜过大，以免影响衍射效率。 3．观察彩虹全息图的再现像应注意再现条件：白光方向必 须是R 1*的方向，再者人眼须刚好置于狭缝原位置。 4．母全息图的制备可参考全息照相实验，为了便于再现实像和制作虹全息图，制作母全息图时物光与参考光的夹角不能太小，例如应在60?以上，物与干板的距离也应适当选择。 实验原理 下面我们稍微定量地讨论基元彩虹全息图的记录与再现。由于分析的记录光路是线性的，若只考虑一个物点I 0(x 0，y 0，z 0)即再现实像上的一点并 不失去其普遍性。在记录过程中，令记录所用的单 色光波长为λ，参考光的发散点是R (x r ，y r ，z r )。选择空间直角坐标系的x －y 平面在记录干板的药 膜面上，坐标原点与干板中心重合。如图4所示。 设在记录干板上物光和参考光的复振幅分别是U 0(x ，y )和U r (x ，y )，两者所形成的干涉图样的光 强分布是 * 00*2 202 0),(U U U U U U U U y x I r r r r +++=+= (1) 上式*号表示共轭复数。假设记录过程是线性的，彩虹全息图的振幅透射率t (x ，y )正比于 I (x ，y )： )(),(* 00*2 2 U U U U U U K y x t r r r +++= (2) 当处理好的虹全息图放回原记录位置，用波长为λ' ，发散点为R (x r ，y r ，z r )的单色光照 明，就能再现出物点的全息像I (x I ，y I ，z I )，物点与全息像点的关系由下面的式子给出： R 2狭缝H 1H 2 R 1*He －Ne 激光器 透镜反射镜反射镜 反射镜扩束镜扩束镜 准直镜(母全息干板) 图3 实验光路 I (x ,y ,z )R (x ,y , z ) H x y z 0 0 0 0 r r r 图4 全息图的记录 U 0 U r
实验二一步彩虹全息实验 一、实验目的 1.掌握制作一步彩虹全息图的原理和方法 2.制作一张一步彩虹全息图，在白光下观察其重现的像。 二、实验原理 彩虹全息是像全息与狭缝技术相结合的产物，可以在白光照明下重现物体的像。彩虹全息在被摄物和全息干板之间置一狭缝，再现物像时，也再现了狭缝像。如果用白光照明，眼睛在狭缝像位置观察，可见特定波长光的再现像，而当实现沿垂直于狭缝像方向移动时，再现像也随之按彩虹色序发生变化。 彩虹全息图有各种不同的记录光路，如图1、2。 图1 一步彩虹全息实验图（一个全反镜，不加狭缝，可记录像全息图）
三、实验步骤 下面是以图2为实验光路图的实验步骤，图1光路图类似。 1、打开激光器，先摆放分束镜、2个全反镜、干板和载物台，使物光和参考光的光程相等（误 差不超过2cm）。 注意：物体到干板的距离为45cm（假设成像透镜L的焦距为110mm，物体放在透镜前2倍焦距处，在透镜后2倍焦距处成等大倒立的实像，干板放在实像后1cm处）；物光与参考光的夹角θ在30°~60°；参考光光点位于干板中心；参考光与物光的光强比在4:1-8:1之间。 2、将2个准直镜（透镜焦距为190mm和300mm）分别放入物光和参考光光路中，调节透 镜位置和高低，使两路光的光斑中心位于干板中央。 3、将2个扩束镜分别放入物光和参考光光路中的透镜前焦点上，使从透镜射出的光为平行 光。 4、将物体放置在载物台上，用白屏或白纸观察物体的影子，物体影子应位于平行光斑的中 央。注意：物体躺倒放置； 5、将焦距为110mm的透镜放在距物体22cm的地方，将在干板前1cm处可以观察到清晰的 物体的像；调节物体的方向，观察物体的像，找反射最强的方向。 6、将狭缝（水平放置）放在物体与透镜之间，且与透镜的距离大于11cm，在干板架后面用 毛玻璃寻找狭缝的像，通过狭缝的像观察物体的实像是否完整，若狭缝的像左右不全，可适当加大狭缝宽度或更换更小的物体。 7、曝光、显影、清水、定影、清水。 8、将干板放在干板架上，挡住物光，朝物体方向看，可以看到红色的物体的虚像。 9、用白光源作为参考光照射干板，朝物体方向看，可以看到彩色的物体的虚像。将全息图 相对原来记录的位置面内旋转90°，使躺倒的物体像正立起来，沿垂直方向改变观察位置，全息像的颜色将变化；沿水平方向改变观察位置，全息像将有立体感。 四、注意事项 1.干板放置的位置不一定放在物体实像1cm处，本实验是为了方便用相同光路拍摄像全息 图和彩虹全息图。 2.实验仪器中3种焦距的透镜可以自由选择，不一定按上述步骤中所述进行实验。 3.实验中，物体也可以正立放置，则狭缝需垂直放置，在观察所得到的全息图时，全息像的 颜色将随观察位置的水平方向而改变。
光学设计性实验报告（一步彩虹全息） 姓名： 学号： 学院：物理学院
一步彩虹全息 摘要彩虹全息是用激光记录全息图, 是用白光再现单色或彩色像的一种全息技术。彩虹全息术的关键之处是在成像光路( 即记录光路) 中加入一狭缝, 这样在干板上也会留下狭缝的像。本文研究了一步彩虹全息图的记录和再现景象的基本原理、一步彩虹全息图与普通全息图的区别和联系、一步彩虹全息的实验光路图，探讨了拍摄一步彩虹全息图的技术要求和注意事项，指出了一步彩虹全息图的制作要点, 得出了影响拍摄效果的佳狭缝宽度、最佳狭缝位置及曝光时间对彩虹全息图再现像的影响。 关键词：一步彩虹全息；狭缝；再现 1 光学实验必须要严密，尽可能地减少实验所产生的误差； 2 实验仪器 防震全息台激光器分束镜成像透镜狭缝干板架光学元件架若干干板备件盒洗像设备一套线绳辅助棒扩束镜2个反射镜2个 3 实验原理 3.1 像面全息图 像面全息图的拍摄是用成像系统使物体成像在全息底板上，在引入一束与之相干的参考光束，即成像面全息图，它可用白光再现。再现象点的位置随波长而变化，其变化量取决于物体到全息平面的距离。 像面全息图的像（或物）位于全息图平面上，再现像也位于全息图上，只是看起来颜色有变化。因此在白光照射下，会因观察角度不同呈现的颜色亦不同。 3.2 彩虹全息的本质 彩虹全息的本质是要在观察者与物体的再现象之间形成一狭缝像，使观察者通过狭缝像来看物体的像，以实现白光再现单色像。若观察者的眼睛在狭缝像附近沿垂直于狭缝的方向移动,将看到颜色按波长顺序变化的再现像。若观察者的眼睛位于狭缝像后方适当位置, 由于狭缝对视场的限制, 通过某一波长所对应的狭缝只能看到再现像的某一条带, 其色彩与该波长对应, 并且狭缝像在空间是连
[职业发展]生涯彩虹图 (Life-career rainbow) 生涯彩虹图 (Life-career rainbow) 生涯彩虹图简介 从1957年到1990年，著名职业生涯规划大师萨柏(Donald E.Super)拓宽和修改了他的终身职业生涯发展理论，这期间他最主要的贡献是“生涯彩虹图”。为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，舒伯创造性地描绘出一个多重角色生涯发展的综合图形——“生涯彩虹图”，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成:子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量;在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 根据萨柏的看法，一个人一生中扮演的许许多多角色就像彩虹同时具有许多色带。萨柏将显著角色的概念引入了生涯彩虹图。他认为角色除与年龄及社会期望有关外，与个人所涉入的时间及情绪程度都有关联，因此每一阶段都有显著角色。 生涯彩虹图的解析
在生涯彩虹图中，最外的层面代表横跨一生的“生活广度”，又称为“大周期”，包括成长期、探索期、建立期、维持期和衰退期。里面的各层面代表纵观上下的“生活空间”，由一组角色和职位组成，包括子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者等主要角色。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期角色的成功，将会为其他角色提供良好的基础;反之，某一个角色的失败，也可能导致另一个角色的失败。舒伯进一步指出，为了某一角色的成功付出太大的代价，也有可能导致其他角色的失败。 彩虹图中的阴影部分表示角色的相互替换、盛衰消长。它除了受到年龄增长和社会对个人发展、任务期待的影响外，往往跟个人在各个角色上所花的时间和感情投入的程度有关。从这个彩虹图的阴影比例中可以看出，成长阶段(0,14岁)最显著的角色是子女;探索阶段(15—20岁)是学生;建立阶段(30岁左右)是家长和工作者;维持阶段(45岁左右)工作者的角色突然中断，又恢复了学生角色，同时公民与休闲者的角色逐渐增加，这正如一般所说的“中年危机”的出现，同时暗示这时必须再学习、再调适才有可能处理好职业与家庭生活中所面临的问题。
彩虹图——我们看到的不一样人生规划 著名职业生涯规划大师舒伯（1953）依照年龄将每个人生阶段与职业发展配合，将生涯发展阶段划分成成长、试探、建立、保持和衰退五个阶段，之后踢出一个更为广阔的新观念——生活广度、生活空间的生涯发展观。这就是彩虹图。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成：儿童、学生、休闲者、公民、工作者、家长六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 舒伯（1953）根据自己“生涯发展型态研究”的结果，参照布勒（bueller）的分类，也将生涯发展阶段划分为成长、试探、决定、保持与衰退五个阶段，其中有三个阶段与金斯伯格的分类相近，只是年龄与内容稍有不同舒伯增加了就业以及退休阶段的生涯发展，具体分述如下。 成长阶段：由出生至14岁，该阶段孩童开始发展自我概念，开始以各种不同的方式来表达自己的需要，且经过对现实世界不断地尝试，修饰他自己的角色。 这个阶段发展的任务是：发展自我形象，发展对工作世界的正确态度，并了解工作的意义。这个阶段共包括三个时期：一是幻想期（4岁至10岁），它以“需要”为主要考虑因素，在这个时期幻想中的角色扮演很重要；二是兴趣期（11岁至12岁），它以“喜好”为主要考虑因素，喜好是个体抱负与活动的主要决定因素；三是能力期（13岁至14岁）：它以“能力”为主要考虑因素，能力逐渐具有重要作用。 探索阶段：由15岁至24岁，该阶段的青少年，通过学校的活动、社团休闲活动、打零工等机会，对自我能力及角色、职业作了一番探索，因此选择职业时有较大弹性。 这个阶段发展的任务是：使职业偏好逐渐具体化、特定化并实现职业偏好。这阶段共包括三个时期：一是试探期（15岁至17岁），考虑需要、兴趣、能力及机会，作暂时的决定，并在幻想、讨论、课业及工作中加以尝试；二是过度期（18岁至21岁），进入就业市场或专业训练，更重视现实，并力图实现自我观念，将一般性的选择转为特定的选择；三是试验并稍作承诺期（22岁至24岁），生涯初步确定井试验其成为长期职业生活的可能性，若不适合则可能再经历上述各时期以确定方向。 建立阶段：由25岁至44岁，由于经过上一阶段的尝试，小合适者会谋求变迁或作其他探索，因此该阶段较能确定在整个事业生涯中属于自己的“位于”，并在31岁至40岁，开始考虑如何保住这个“位子”，并固定下来。 这个阶段发展的任务是统整、稳固并求上进。 这个阶段细分又可包括两个时期：一是试验-承诺稳定期（25岁至30岁），个体寻求安定，也可能因生活或工作上若干变动而尚未感到满意；二是建立期（31岁至44岁），个体致力于工作上的稳固，大部分人处于最具创意时期，由于资深往往业绩优良。 维持阶段：由45岁至65岁，个体仍希望继续维持属于他的工作“位子”，同时会面对新的人员的挑战。 这一阶段发展的任务是维持既有成就与地位。 衰退阶段：65岁以上，由于生理及心理机能日渐衰退，个体不得不面对现实从积极参与到隐退。这一阶段往往注重发展新的角色，寻求不同方式以替代和满足需求。
生涯彩虹图 从1957年到1990年，著名职业生涯规划大师舒伯（Donald E.Super）拓宽和修改了他的终身职业生涯发展理论，这期间他最主要的贡献是“生涯彩虹图”。1976到1979 年间，舒伯在英国进行了为期四年的跨文化研究，提出了一个更为广阔的新观念，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。 生涯彩虹图(Life-career rainbow)
为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，舒伯创造性地描绘出一个多重角色生涯发展的综合图形——“生涯彩虹图”，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成：子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量；在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 根据萨柏的看法，一个人一生中扮演的许许多多角色就像彩虹同时具有许多色带。萨柏将显著角色的概念引入了生涯彩虹图。他认为角色除与年龄及社会期望有关外，与个人所涉入的时间及情绪程度都有关联，因此每一阶段都有显著角色。 彩虹图——我们看到的不一样人生规划 著名职业生涯规划大师舒伯（1953）依照年龄将每个人生阶段与职业发展配合，将生涯发展阶段划分成成长、试探、建立、保持和衰退五个阶段，之后踢出一个更为广阔的新观念——生活广度、生活空间的生涯发展观。这就是彩
生涯彩虹图 生涯彩虹图简介 从1957年到1990年，著名职业生涯规划大师萨柏（Donald E.Super）拓宽和修改了他的终身职业生涯发展理论，这期间他最主要的贡献是“生涯彩虹图”。为了综合阐述生涯发展阶段与角色彼此间的相互影响，舒伯创造性地描绘出一个多重角色生涯发展的综合图形——“生涯彩虹图”，形象地展现了生涯发展的时空关系，更好地诠释了生涯的定义。在生涯彩虹图中，纵向层面代表的是纵观上下的生活空间，是有一组职位和角色所组成。分成：子女、学生、休闲者、公民、工作者、持家者六个不同的角色，他们交互影响交织出个人独特的生涯类型。 他认为在个人发展历程中，随年龄的增长而扮演不同的角色，图的外圈为主要发展阶段，内圈阴暗部分的范围，长短不一，表示在该年龄阶段各种角色的份量；在同一年龄阶段可能同时扮演数种角色，因此彼此会有所重叠，但其所占比例份量则有所不同。 根据萨柏的看法，一个人一生中扮演的许许多多角色就像彩虹同时具有许多色带。萨柏将显著角色的概念引入了生涯彩虹图。他认为角色除与年龄及社会期望有关外，与个人所涉入的时间及情绪程度都有关联，因此每一阶段都有显著角色。
生涯彩虹图的解析 1．横贯一生的彩虹——生活广度在一生生涯的彩虹图中，横向层面代表的是横跨一生的生活广度。彩虹的外层显示人生主要的发展阶段和大致估算的年龄：成长期(约相当于儿童期)、探索期(约相当于青春期)、建立期(约相当于成人前期)、维持期(约相当于中年期)以及衰退期(约相当于老年期)。在这五个主要的人生发展阶段内，各个阶段还有小的阶段，舒伯特别强调各个时期的年龄划分有相当大的弹性，应依据个体的不同情况而定。 2．纵贯上下的彩虹——生活空间在一生生涯的彩虹图中，纵向层面代表的是纵贯上下的生活空间，由一组职位和角色所组成。舒伯认为人在一生当中必须扮演九种主要的角色，依次是：儿童、学生、休闲者、公民、工作者、夫妻、家长、父母和退休者。各种角色之间是相互作用的，一个角色的成功，特别是早期的角色如果发展得比较好，将会为其他角色提供良好的关系基础。但是，在一个角色上投入过多的精力，而没有平衡协调各角色的关系，则会导致其他角色的失败。在每一个阶段对每一个角色投入程度可以用颜色来表示，颜色面积越多表示该角色投入的程度越多，空白越多表示该角色投人的程度越少。的作用主要是对自身未来的各阶段进行调配，做出各种角色的计划和安排，使人成为自己的生涯设计师。生涯彩虹规划图使用实例，如图所示。
彩虹全息 一、实验目的： 1. 通过彩虹全息实验进一步理解和掌握全息照相的原理； 2. 理解彩虹全息的白光再现原理； 3. 掌握彩虹全息图的制作过程及光路。 三、实验仪器： 全息平台，He-Ne 激光器，曝光控制器（K ），光学元件（包括：分束器（BS ），平面反射镜（M ），扩束镜（L1），准直镜（L2），成像透镜（L3）），全息干板（H ），干板架 实验方法 第一步：对被照物体制作一个普通的全息图H 1，叫母全息图，见图1。 第二步：将已做好的全息图H 1用R 1*照明再现物体实像，利用此实像作为物（物光）， 加上参考光R 2及狭缝制作出第二块全息图H 2。 这第二块全息图H 2，具有彩虹的性质，也就是在用R 2*再现时，眼睛放在狭缝位置上可 以看到物体的像，若在白光下再现，人眼沿着与狭缝垂直的方向改变观察方向，可看见不同 颜色、五彩缤纷的像，如图2所示。 实验步骤 1．首先按图3调好光路。 2．放上已作好的母全息图，用R 1*再现原物体实像，可在实像处放一毛玻璃观察。（这 时可挡掉R 2）。 3．挡住物光，调节参考光R 2，使参考光R 2与物光波光强比约为3:1。（可调连续分束 镜或在参考光路中放置衰减镜）。 4．挡住光源，在实像面处放上全息干板，待稳定后进行曝光。曝光时间，He －Ne 激 光器功率40mW ，天津Ⅰ型全息干板为20秒左右，GYT 型干板为90秒左右。并进行显影、 定影和漂白。 5. 利用第二步记录全息图时的共轭光作参考光，将底片进行再现，观察再现结果。 6. 将白光点光源照明全息图，观察再现效 果 全息干板 图1 母全息图 图2 第二块全息图
信息光学实验 实验报告 班级 学号 姓名 教师 上课时间
填写实验报告的要求 1.实验前要认真预习实验内容，理解实验的原理。 2.实验过程中要严肃认真地做好实验记录，确认所记录的数据无误后，认真 填写实验报告。 3.在试验过程中，对观察到的现象，尽量用图示说明并加以简明的理论分析。 4.对实验原理深入理解，认真回答课后思考题。 5.要求书写整洁，字体端正。
实验1 像面全息图 第一部分：预习 (一) 实验目的 1．掌握像面全息图的记录和再现原理，学会制作像面全息图，为彩虹全息实验打下基础； 2．观察像面全息图的再现像，比较其与普通三维全息图的不同之处； 3．分析离焦量对像面全息图再现像清晰度的影响 (二) 实验光路 La－激光器BS－分束镜M1、M2－全反镜L-成像透镜Lo1、Lo2－扩束镜H－全息片(三) 实验原理 将物体靠近全息记录介质，或利用成像系统将物体成像在记录介质附近，再引入一束与之相干的参考光束，即可制作像全息图。当物体紧贴记录介质或物体的像跨立在记录介质表面上时，得到的全息图称为像面全息图。因此，像面全息图是像全息图的一种特例。像面全息图的记录光路如图所示。激光器发出的激光束经反射镜M1折转后被分束镜分成两束，透过的光束经反射镜射M2反射后被扩束镜扩束并照明物体，物体被成象透镜成像在全息干板上构成物光；M3反射的一束光被扩束镜扩束并照明全息干板H，作为参考光。由于全息干板位于像面上，故记录的是像面全息图。 像面全息图的特点是可以用宽光源和白光再现。对于普通的全息图，当用点光源再现时。物上的一个点的再现像仍是一个像点。若照明光源的线度增大，像的线度随之增大，从而产生线模糊。计算表明，记录时物体愈靠近全息图平面，对再现光源的线度要求就愈低。当物体或物体的像位于全息图平面上时，再观光源的线度将不受限制。这就是像面全息图可以用宽光源再现的原因。 全息图可以看成是很多基元全息图的叠加，具有光栅结构。当用白光照明时，再现光的方向因波长而异，故再现点的位置也随波长而变化，其变化量取决于物体到全息图平面的
实验三、四二步彩虹全息图的记录与再现 [实验目的] 1、了解二步彩虹全息图的原理； 2、掌握二步彩虹全息技术中母全息图的制作方法； 3、进一步掌握全息光路的设计和排布技巧； 4、学会分析全息再现像的质量。 [仪器用具] 激光器，反射镜（若干），分束镜（2套），针孔滤波器（3套），大孔径非球面透镜，毛玻璃，平晶，量角器，干板架，曝光定时器，照度计，被记录的目标物，全息干板 [实验原理] 请参阅《信息光学基础》p218—p221 “三、彩虹全息” [实验内容] 二步彩虹全息图的记录包括两个步骤： “实验三”完成第一步：记录主全息图H1； “实验四”完成第二步：记录彩虹全息图H2。 一、光路的设计和排布 请根据彩虹全息原理和实验台具体情况，分别设计记录H1的光路1和记录H2的光路2。 要求：对物体采用双光束照明。 提示：最好设计一种两用的光路，只需移动少量光学元件，即可从光路1改变到光路2。 光路设计原则是： 1）应保证全息平台和支架的稳定，因为全息图记录的是干涉条纹，这种条纹的密度一般是每毫米几百条，甚至上千条，以至轻微的震动都会影响全息图的质量。 所以在记录过程中，环境的震动应尽可能小，而且在对全息干板曝光之前要静台至少两分钟； 2）光学元件必须调到共轴，光束走向应相对于台面保持平行，以获得一致的偏振态，避免相干不完全； 3）对物体照明要均匀，物体散射的光要照射在全息干板上。对于表面光亮的物
体最好用散射光照明； 4）选取合适的物参夹角。为了观察时方便，避免再现时照明光的干扰，应使再现光的入射角大一些，但由于记录介质分辨率的限制，角度也不能太大，对于银盐干板，一般取θ< 45°； 5）选取合适的物参光强比,通常取（I R/I O）∈(1/2,1/10) 。由于物光是漫射光，物光之间的干涉也会在记录介质上产生干涉条纹，这将对成像条纹起干扰调制作用，降低正常条纹的对比度，使I R< I O可相对降低这种调制的影响； 二、制作彩虹全息图 要求：1、第一次实验课，利用自行设计的光路1，记录主全息图H1； 2、第二次实验课，利用上一次记录成功的H1，在光路2中完成H2的记录。 三、观察和分析实验结果 用白光再现全息图H2，观察再现像具有哪些特点？提出可行的改进方案。 [预习思考题] 1、若想获得较大的视场角，在光路设计上应采取那些措施？ 2、光路中狭缝的宽窄对实验结果有何影响？实验中选取多少为宜？ 3、记录H1时通常采用平行光作为参考光，是出于什么考虑？大透镜的作用是什 么？ 4、记录H1时通常将物体“卧倒”在光路中，是出于什么考虑？如果不“卧倒”， 将会出现什么结果？