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全息照相和全息干涉应用探究性实验报告摘要：根据全息照相原理，理论上只要将物光和参考光的光路设计得能够发生干涉，就可以拍摄出全息照片，因此拍摄全息照片的光路不是唯一的。
不同光路拍出的全息照片的效果有所不同，可以根据不同的被摄物体，选择不同的光路，以达到最佳的拍摄效果。
首先介绍几种常见全息照相的光路，对它们的优点和不足进行分析，进一步提出用多个物光束拍摄全息照片的新方法，并对光路的快速调整方法进行系统的探讨，并提出其他几种提高实验成功率的方法。
关键词：全息照相光路物光参考光新方法Abstract：The light path to take photos of hologram is not unique, because according to the principle of holography, we can take a holographic picture as long as the object light path and the reference light path are theoretically designed to make optical interference occur. Different paths of ray lay out different effects of optical holographic pictures. We may choose different paths of ray according to different objects in order to achieve the best photography effect. This paper introduces several kinds of common holographic optical paths, analyze their merits and weaknesses, further puts forward a number of new methods to take pictures of hologram using many object beams, and carries on a system discussion on the quick-adjusting method of light path.Key words：holography；light path；object light；reference light；new methods在这次光学实验中，对于再现像的观察我们没有得到再现像的实验结果，对此我觉得我们必然在某处有错误，或者是由于实验仪器造成，因此我展开分析，下面是一些分析结果。
物理与光电工程学院光电信息技术实验报告姓名：***学号：***********班级：光信息科学与技术专业2011级2班实验名称：全息照相实验任课教师：***一、实验目的1．了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。
2．学习全息照相的拍摄方法和实验技术。
3．了解全息照相再现物像的性质、观察方法。
二、实验仪器三、实验装置示意图5底片图1 全息照相光路四、实验原理全息照相是一种二步成像的照相技术。
第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体在感光材料（全息干版）处的光波波前纪录下来，称为全息图。
第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。
需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。
1．全息照相的纪录——光的干涉由光的波动理论知道，光波是电磁波。
一列单色波可表示为：2cos(t )rx A πωϕλ=+- （1）式中，A 为振幅，ω 为圆频率，λ 为波长，φ 为波源的初相位。
一个实际物体发射或反射的光波比较复杂，但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加：12cos(t )n i i i i i r x A πωϕλ==+-∑ （2）因此，任何一定频率的光波都包含着振幅（A ）和位相（ωt+φ-2πr/λ）两大信息。
全息照相的一种实验装置的光路如图（1）所示。
激光器射出的激光束通过分光板分成两束，一束经透镜扩束后照射到被摄物体上，再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上，这部分光叫物光。
另一束经反射镜改变光路，再由透镜扩大后直接投射到全息干版上，这部分光称为参考光。
由于激光是相干光，物光和参考光在全息底片上叠加，形成干涉条纹。
因为从被摄物体上各点反射出来的物光，在振幅上和相位上都不相同，所以底片上各处的干涉条纹也不相同。
强度不同使条纹明暗程度不同，相位不同使条纹的密度、形状不同。
全息照相和全息干涉法的应用第一作者：第二作者：目录目录 (2)摘要 (3)一、实验要求 (3)二、实验原理 (3)1. 全息照相： (3)（1）透射式全息照相 (4)（2）反射式全息照相 (5)2. 两次曝光法测定金属的弹性模量： (6)三、仪器介绍 (9)四、实验注意事项 (9)五、实验内容 (9)1、全息照片的拍摄 (9)2、冲洗底板 (10)3、再现像的观察 (11)六、实验数据记录与处理 (11)1、原始数据记录 (11)2、数据处理 (11)七、误差分析 (13)八、思考题 (13)九、改进 (14)十、感想与体会 (15)十一、参考资料 (16)摘要本报告对全息照相和全息干涉法实验的原理、步骤、仪器进行了简要的介绍，并对实验数据进行处理以及误差估算。
通过分析实验室条件下误差产生的原因并进行精确计算，探究如何更好地完成本实验，使之呈现更加清晰的图像以及提高精度的方法，从而深入理解实验，最后说明实验的收获与感想。
一、实验要求1、了解全息照相的基本原理，熟悉反射式全息照相与透射式全息照相的基本技术和方法；2、掌握在光学平台上进行光路调整的基本方法和技能；3、学习用二次曝光法进行全息干涉测量，并以此测定铝板的弹性模量；4、通过全息照片的拍摄和冲洗，了解有关照相的基础知识。
二、实验原理1.全息照相：全息照相所记录和再现的是包括物光波前的振幅和位相在内的全部信息。
但是，感光乳胶和一切光敏元件都只对光强敏感，不能直接记录相位，从而借助一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光之间的干涉条纹，间接记录下物光的振幅和位相信息，然后使照明光按一定方向照射到全息图上，通过全息图的衍射再现物光波前，这时人眼便能看到物体的立体像。
根据记录光路的不同，全息照相又分为透射式全息和反射式全息，若物光和参考光位于记录介质（干板）的同侧，则称为透射全息；若物光和参考光位于记录介质的异侧，则称为反射全息。
（1） 透射式全息照相1) 投射全息的记录两束平行光的干涉将感光板垂直于纸面放置，两书相干平行光o 、r 按照图1所示方向入射到感光板上，他们与感光板法向夹角分别为o ϕ和r ϕ，并且o 光中的两条光线1、2与r 光中的两条光线'1和'2在A 、O 两点相遇并相干，于是在垂直于纸面方向产生平行的明暗相间的干涉条纹，亦即在感光板上形成一个光栅。
全息实验报告【背景】全息术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的一种技术。
Dennis Gabor是全息照相技术的发明者，由此获得了诺贝尔物理学奖。
自此，全息技术逐渐发展起来，近五十年来全息术的研究日趋广泛深入，逐渐开辟了全息应用的新领域，成为近代光学一个重要分支。
现如今全息术已渗透到社会生活的各个领域,并被广泛地应用于近代科学研究和工业生产中，例如利用全息技术进行艺术品展示、防伪商标、3D全息显示屏等，在未来，全息技术还可能被用于全息电视。
【实验目的】1.复习且巩固全息照相的基本原理与相片制作的处理方法。
2.掌握调节光路的方法。
3.掌握像面全息图的记录和再现原理，学会制作像面全息图；4.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；【实验仪器】全息实验台，激光器，分束镜，反射镜，扩束镜，载物台，底片夹，被摄物体，全息干板，显影及定影器材，凸透镜全息照相【实验原理】全息照相是借助于相干的参考光束和物光束相互干涉来记录物光振幅和相位的全部信息。
这样的照相把物光束的振幅和相位两种信息全部记录下来。
从光的干涉原理可知：当两束相干光波相遇，发生干涉叠加时，其合强度不仅依赖于每一束光各自的强度，同时也依赖于这两束光波之间的相位差。
在全息照相中就是引进了一束与物光相干的参考光，使这两束光在感光底片处发生干涉叠加，感光底片将与物光有关的振幅和位相分别以干涉条纹的反差和条纹的间隔形式记录下来，经过适当的处理，便得到一张全息照片。
全息照相过程：一.把物体光波的全部信息记录在感光材料上（记录过程）。
二.照明已被记录下来的全部信息的感光材料，使其再现原始物体的光波（再现过程）。
实验光路图【实验内容与步骤】1．全息照相光路调整按上图所示光路安排各光学元件，并作如下调整：（a）使各元件中心点对应的法线平行于桌面并且基本等高；(b)在底片架上夹一块玻片，使参考光均匀照在玻片上、入射光均匀照亮被摄物体，且其漫反射光能照射到白屏上，调节参考光与物光夹角在30°左右；(c)使物光和参考光的光程大致相等，光程差小于2 cm；(d)可分别挡住物光和参考光调节其光强比约1:3～1:10，两光束有足够大的重叠区；(e)所有光学元件必须通过磁钢与平台保持稳定；2．全息照片的记录设置好曝光时间。
全息照相大学物理实验总结_实验教师年度工作总结我设计了一系列全息照相实验，涵盖了从基础理论到高级应用的多个方面。
在实验中，我注重让学生自己动手实验，亲身体验实验的过程，培养他们的实际操作能力。
在第一次实验课中，我引导学生使用全息照相仪器和激光器进行简单的全息照相实验，并通过实验结果解释了全息照相的原理。
而在后续的实验中，我设计了更加复杂的实验项目，如全息干涉实验、全息照相应用等，以帮助学生更深入地理解全息照相的原理。
我注重学生的实验数据分析能力的培养。
在实验课程中，我要求学生及时记录实验数据，并进行数据处理。
在实验后，我组织了讨论，引导学生对实验数据进行分析和解释，并提出他们的独立见解。
通过这样的实践，学生们不仅对全息照相的原理有了更深入的理解，还锻炼了他们的科学思维和实验数据分析能力。
我还通过组织实验报告的撰写，培养了学生的科研能力和综合素质。
在每个实验结束后，我要求学生撰写实验报告，详细介绍实验的目的、原理、实验过程和结果分析等内容。
在撰写实验报告的过程中，学生们不仅深入思考实验问题，还需要查阅相关资料和进行数据分析。
通过这样的实践，学生们提高了自己的科研能力和综合素质，为以后的科研工作打下了基础。
在本学期的实验教学中，我也发现了一些存在的问题和不足之处。
由于实验设备和仪器的限制，学生们在实验过程中遇到了一些困难，如设备使用不熟练、实验数据的稳定性等。
这些问题对学生的实验体验造成了一定的影响。
实验内容的设计有时过于复杂，导致有些学生难以理解和完成实验任务。
在今后的实验教学中，我需要更加注重实验设备和仪器的维护，并根据学生的实际情况调整实验内容，使实验更加符合学生的学习需求。
通过本学期的全息照相实验教学，学生们不仅学会了基本的实验技能，还深入了解了全息照相的原理和应用。
通过实验数据的分析和实验报告的撰写，学生们提高了自己的科研能力和综合素质。
也有一些问题和不足之处需要改进。
在今后的教学工作中，我将进一步改进实验教学方法，提高学生的实验技能和实验思维，使实验教学更加高效和有益。
全息照相大学物理实验总结8篇篇1引言全息照相技术是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维图像的技术。
在大学物理实验中，我们通过实验操作，对全息照相技术有了更深入的了解和掌握。
本文将对全息照相的实验过程进行总结，并分析实验结果及结论。
一、实验原理全息照相的原理是利用光的干涉和衍射原理，通过记录物体发出的光波的振幅和相位信息，再利用这些信息还原出物体的三维图像。
在实验中，我们需要使用激光器发出激光，照射到物体上，物体反射的光波会携带物体的振幅和相位信息。
这些信息会被记录在全息胶片上，形成全息图。
二、实验步骤1. 准备实验器材：包括激光器、全息胶片、支架、物体（如字母表、小物件等）。
2. 安装激光器：将激光器固定在支架上，调整激光器的角度和位置，使其发出的激光能够照射到物体上。
3. 放置全息胶片：将全息胶片放置在激光器和物体之间，调整全息胶片的位置和角度，使其能够记录物体发出的光波信息。
4. 照射物体：打开激光器，照射物体，使物体反射的光波照射到全息胶片上。
5. 记录全息图：当全息胶片记录足够的光波信息后，关闭激光器，并将全息胶片取出保存。
6. 再现图像：将全息胶片放置在再现台上，利用激光器发出的再现光照射全息胶片，即可观察到物体的三维图像。
三、实验结果及分析1. 全息图记录结果：通过实验操作，我们成功记录了物体的光波信息，形成了全息图。
全息图上的条纹清晰可见，分布均匀。
2. 再现图像结果：当我们使用再现光照射全息胶片时，能够清晰地观察到物体的三维图像。
图像的立体感强，细节清晰可见。
3. 实验误差分析：在实验过程中，可能存在一些误差因素影响实验结果。
例如，激光器的角度和位置调整不准确可能导致光波信息记录不完整；全息胶片的位置和角度调整不准确可能导致图像变形或模糊等。
因此，在实验过程中需要仔细调整实验器材的位置和角度，以获得最佳的实验结果。
四、结论与展望通过本次全息照相大学物理实验，我们深入了解了全息照相技术的原理和实验过程。
全息照相实验报告实验报告学⽣姓名：学号：指导教师：实验地点：实验时间：⼀、实验室名称：全息照相实验室⼆、实验项⽬名称：全息照相实验三、实验学时：四、实验原理：普通照相是把物体通过照相物镜成像于照相底⽚上，每个物点转换成⼀个对应的像点。
并将被摄物体在某个瞬时漫射的光波（物光波）所反映的物体的亮度分布成像于底⽚上，底⽚记录的是与物光波振幅的平⽅成⽐例的强度分布，它丢失了物光波的相位信息，所以普通照⽚上的物像没有⽴体感。
全息照相虽然也是⼀种照相过程，但在概念上同普通照相根本不同。
全息照相记录的不是物光的强度分布，⽽是⼲涉条纹。
⼲涉条纹的可见度反映了物光波的振幅，⼲涉条纹的疏密和取向则由物光波的相位决定。
物体上每个点发出的光波记录在整个底⽚上，换⾔之，底⽚上的每个点都记录了所有物点发出的光波。
这样⽤⼲涉法把物光波场的“全部信息”都记录下来所获得的照⽚，称为全息照⽚或全息图。
由全息图可以再现物光波，从⽽形成与原物体逼真的三维像。
这个物光波的完整记录与再现的过程，便称为全息术或全息照相。
（⼀）透射式全息照相1. 物光波波前的记录物光波波前信息包括它的振幅和相位，⽽现有的记录介质只对光的强度即振幅的平⽅产⽣响应。
因此，在波前记录时必须把相位信息转换为强度信息。
为此，⼈们借助于参考光与物光的⼲涉来实现上述转换。
显然，参考光和物光应具有很好的相⼲性，⽽且记录物光波波前的光路需按⼀定的规则布置，以保证获得更佳的⼲涉效果。
⼀种常⽤的静物全息记录光路如图所⽰。
激光束经分束镜分为两束光，⼀束经全反射镜反射并扩束后，均匀照明被摄物，再经被摄物漫反射，带有了被摄物的信息，照射在记录介质——⼲板上，这束光称为物光；另⼀光束经全反射镜反射与扩束镜扩束后，直接均匀地照明⼲板，这束光不带物的信息，称为参考光。
两光波在⼲板上相遇产⽣相⼲叠加形成⼲涉图样，使感光物质感光记录在⼲板上。
经暗房操作处理后，成为可永久保存并随时重现光波波前的全息照⽚。
全息干涉技术实验报告全息干涉技术实验报告概述：全息干涉技术是一种利用光的干涉原理来记录和再现物体三维信息的先进技术。
本实验旨在通过实际操作，深入了解全息干涉技术的原理、应用和局限性。
一、实验仪器和材料：1. 全息干涉实验装置：包括激光器、分束器、反射镜、全息板等。
2. 实验样品：选择适合的物体，如硬币、玻璃球等。
二、实验步骤：1. 搭建全息干涉实验装置：按照实验指导书上的示意图，将激光器、分束器、反射镜等组装起来。
2. 准备全息板：将全息板放置在适当的位置上，确保其与激光器的光线垂直。
3. 调整实验装置：通过调整反射镜的位置和角度，使得激光器的光线能够正确地照射到全息板上。
4. 拍摄全息图：将实验样品放置在全息板的一侧，打开激光器，让激光光束照射到样品上，然后将激光光束经过样品的散射光与参考光束进行干涉，形成全息图。
5. 处理全息图：将全息图进行显影、固定等处理，使其能够稳定地保存下来。
6. 再现全息图：将处理好的全息图放置在实验装置上，通过照射激光光束，将全息图中的三维信息再现出来。
三、实验结果与分析：通过实验，我们成功地制作了全息图，并且实现了对全息图中三维信息的再现。
在再现的过程中，我们发现全息图所呈现的物体具有立体感，可以从不同角度观察到物体的不同部分，这正是全息干涉技术的特点所在。
然而，全息干涉技术也存在一些局限性。
首先，全息图的制作过程相对复杂，需要精确的操作和调整，对实验人员的要求较高。
其次，全息图的再现需要较为强大的激光器，这对于实际应用来说可能会增加成本和难度。
此外，全息图的再现效果也会受到环境光的干扰，需要在较为理想的实验条件下进行。
四、应用前景：尽管全息干涉技术存在一些局限性，但其在科学研究、工程设计等领域具有广阔的应用前景。
例如，全息干涉技术可以用于三维成像、光学计算、光学存储等方面。
在医学领域，全息干涉技术可以应用于显微镜成像、医学诊断等方面。
此外，全息干涉技术还可以用于安全防伪、艺术创作等领域。
一、实验目的1. 了解光学全息的基本原理和实验方法。
2. 掌握光学全息实验的操作技能。
3. 通过实验观察全息图的记录和再现过程，加深对光学全息原理的理解。
二、实验原理光学全息是一种利用光的干涉和衍射原理记录和再现物体三维图像的技术。
全息照相的基本原理是将物体发出的光波与参考光束进行干涉，记录下物体的光波振幅和相位信息，从而形成全息图。
当全息图被适当的光照射时，可以再现物体的三维图像。
三、实验仪器1. 全息实验台2. 激光器3. 分束镜4. 反射镜5. 扩束镜6. 载物台7. 全息干板8. 显影液9. 定影液10. 暗房设备四、实验步骤1. 激光器发射的激光束经分束镜分成两束，一束作为参考光束，另一束作为物光束。
2. 物光束照射到被摄物体上，物体反射的光波与参考光束发生干涉，形成干涉条纹。
3. 干涉条纹记录在全息干板上，形成全息图。
4. 全息图经过显影和定影处理后，即可观察全息图的再现图像。
五、实验结果与分析1. 全息图的记录实验过程中，成功记录了被摄物体的全息图。
观察全息图，可以看到清晰的干涉条纹，表明实验过程顺利进行。
2. 全息图的再现在全息图上适当位置照射激光，可以观察到被摄物体的三维再现图像。
再现图像清晰、立体感强，与原物体相似。
3. 实验分析（1）全息图的记录：实验中，通过调整激光器、分束镜、反射镜等光学元件的位置，实现了参考光束和物光束的干涉。
干涉条纹记录在全息干板上，形成全息图。
（2）全息图的再现：在全息图上照射激光，参考光束与全息图上的干涉条纹发生干涉，形成再现光束。
再现光束与物光束具有相同的振幅和相位，从而再现被摄物体的三维图像。
六、实验总结1. 通过本次实验，成功掌握了光学全息的基本原理和实验方法。
2. 加深了对光学全息原理的理解，认识到全息技术在记录和再现三维图像方面的优势。
3. 提高了动手操作能力，为今后的科学研究奠定了基础。
七、实验展望光学全息技术在科学研究、工业生产、文化艺术等领域具有广泛的应用前景。
全息照相实验报告全息照相实验报告引言：全息照相是一种利用光的干涉原理来记录和再现物体三维图像的技术。
它以其高度真实感和立体感而备受瞩目。
本实验旨在通过搭建简单的全息照相实验装置，了解全息照相的基本原理，并观察实验结果。
实验材料：1. 激光器：用于产生相干光源。
2. 分束镜：用于将激光光束分为两束。
3. 物体：选择具有一定纹理和形状的物体进行拍摄。
4. 照相胶片：用于记录干涉图案。
5. 显影液和定影液：用于处理照相胶片。
实验步骤：1. 将激光器放置在实验台上，调整好位置和角度，使激光光束尽可能平行。
2. 将分束镜放置在激光光束的路径上，使光束被分成两束，一束作为物体光束，另一束作为参考光束。
3. 将物体放置在物体光束的路径上，确保光束能够正常照射到物体上。
4. 将照相胶片放置在物体和分束镜之间的交叉区域，确保胶片能够接收到物体光束和参考光束的干涉图案。
5. 打开激光器，让光束照射到物体和胶片上，保持一段时间。
6. 将照相胶片取出，放入显影液中，按照指示时间进行显影。
7. 将照相胶片取出，放入定影液中，按照指示时间进行定影。
8. 取出定影后的照相胶片，用水冲洗干净，晾干。
实验结果：通过观察定影后的照相胶片，我们可以清晰地看到干涉图案。
这些图案是由物体光束和参考光束的干涉所形成的，记录了物体的三维信息。
在照相胶片上，我们可以看到物体的纹理和形状，具有立体感和真实感。
实验分析：全息照相的原理是利用光的干涉现象。
当物体光束和参考光束相遇时，它们会发生干涉，形成干涉图案。
这种干涉图案记录了物体的相位信息，通过显影和定影的过程，可以将这些信息转化为可见的图像。
与传统摄影不同，全息照相记录了光的干涉信息，因此可以实现真实的三维再现。
全息照相的应用：全息照相技术在许多领域都有广泛的应用。
在艺术领域，全息照相可以创造出逼真的立体图像，使观众能够身临其境地欣赏艺术作品。
在科学研究中，全息照相可以用于记录微小的物体或者光学干涉现象，帮助研究人员进行精确的实验。
对全息照相的分析与改进内容摘要文章对全息照相的实验原理进行了分析，找出了影响实验成功率的诸多因素，例如实验台的抗震性、被摄物体的选择、物光与参考光的光强比和夹角、全息底片的选取和最后的冲洗过程。
并对这些因素进行了分析。
提出了改进全息照相的具体办法，力求得到完美清晰的图象。
例如实验台抗震性的提高，实验中可以采用具有良好散色性的玩具或者涂上荧光粉的玩具作为被拍摄的对象，物光与参考光的夹角最好在30到35度之间，光强比在1:3到1:4之间。
全息底片的选取要注意三个因素：光谱范围、分辨率本领和灵敏度，并对这三个方面之间的关系进行了分析，提出了具体的改进方法。
通过实验证明，以上的改进做法确实提高了全息实验的成功率，得到了更加清晰的图片。
【关键词】激光全息照相物光参考光光程差光强比干涉衍射The analysis and improvement that takesHologram a picture to principleAbstractIn this paper, we analyze the test of hologram principle; find out a lot of factors that influence the success, such as anti-seismic of the experimental platform, the choice of the object, the angle and intensity of the material light and reference light, the selection of holographic film and the flushing process. Then we make some analyses to these factors and put forward some concrete methods to improve the experiment. For example: we could increase the property of anti-seismic of the platform. The experiment can be used with good color powder coated with phosphor toys, it will be best that the angel between the object light and the reference light is in 30 to 35 degrees and that the light intensity is between 1:3 to 1:4. We also must pay attention to three factors of the holographic film: the spectral range and the resolution ability and sensitivity, and the relationship between these three aspects.The experimental results show that the improved above practice is really improve the holographic experimental ratio, and we got clearer pictures.【Key Words】laser holographic photographic object light Reference light Optical path difference the light intensity interference diffraction目录一、全息照相的基本原理 (1)（一）全息照相原理简介 (4)1．实验过程 (4)2．全息再现 (5)二、全息照相分析与改进 (4)（一）影响全息照相成功率的因素 (4)1.实验平台稳定性的影响 (4)2.被摄物的影响 (4)3.光路调节的影响 (4)4.参考光和物光光强的影响 (4)5.全息底片的影响 (4)6.冲洗和漂白的影响 (4)（二）改进全息照相的措施 (4)1.要有稳定的实验系统 (4)2.拍摄对象要有良好的散射性能 (4)3.光强比的调节 (5)4.物光与参考光夹角的选择 (5)5.全息底片选取的科学性 (6)结束语 (7)参考文献 (8)致谢 (8)对全息照相的分析与改进引言随着时代和科技的进步，全息照相技术也得到了很好的发展。
全息照相大学物理实验总结6篇篇1一、实验目的本次大学物理实验的主要目的是掌握全息照相的基本原理、技术及其相关应用。
通过实验操作，加深对波动光学知识的理解，培养实验技能与创新意识。
二、实验原理全息照相是一种利用光的干涉与衍射原理记录物体三维信息的技术。
全息照片上记录着物体光波的振幅与相位信息，通过复现过程，可以再现物体的三维立体图像。
本次实验将通过实际操作，了解全息照相的实验步骤及注意事项。
三、实验步骤1. 准备实验器材：激光器、全息底片、干涉仪、待拍摄物体等。
2. 调整激光器与干涉仪，使其产生相干光束。
3. 将待拍摄物体置于相干光束之间，记录物体光波的振幅与相位信息。
4. 曝光后的全息底片进行显影、定影处理。
5. 在特定的角度与光源下，观察全息照片，再现物体的三维立体图像。
四、实验结果与分析1. 实验结果经过实验，我们成功拍摄了全息照片，并在特定条件下成功复现了物体的三维立体图像。
实验过程中，我们观察到了清晰的干涉条纹，验证了光的干涉现象。
同时，通过对全息照片的再现，验证了全息照相技术的有效性。
2. 实验分析在实验过程中，我们需要严格控制实验条件，如光源的稳定性、干涉仪的调整等。
此外，全息底片的处理也是实验成功的关键。
显影、定影过程中的温度、时间等因素都会影响实验效果。
在实验过程中，我们还需了解全息照相技术的局限性，如拍摄角度、光源波长等对再现图像的影响。
五、实验总结本次大学物理实验让我们深入了解了全息照相的基本原理与技术。
通过实验操作，我们掌握了全息照相的实验步骤及注意事项，验证了光的干涉现象和全息照相技术的有效性。
同时，实验过程中也锻炼了我们的实验技能与解决问题的能力。
在实验过程中，我们需要注意以下几点：首先，要严格控制实验条件，确保实验的准确性；其次，要熟练掌握实验器材的使用，确保实验安全；最后，要善于观察、分析实验结果，得出正确的结论。
通过本次实验，我们不仅学到了全息照相技术的基本知识，还了解了其在实际应用中的价值。
北航物理实验研究性报告全息照相与全息干涉法实验的误差分析与改进方法第一作者：学号：第二作者：学号：目录摘要 (3)一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1. 全息照相： (3)（1）透射式全息照相 (4)（2）反射式全息照相 (5)2. 两次曝光法测定金属的弹性模量： (7)三、实验仪器 (9)注意事项： (9)四、实验步骤 (10)1、全息照片的拍摄和全息像的再现 (10)2、二次曝光法测定铝板的杨氏模量 (11)五、数据记录与处理 (11)1、原始数据记录 (11)2、数据处理 (11)六、结果分析 (14)1、误差分析 (14)2、改进建议 (17)3、感想体会 (18)七、参考资料 (20)摘要本报告对全息照相和全息干涉法实验的原理、步骤、仪器进行了简要的介绍，并对实验数据进行处理以及误差估算。
通过分析实验室条件下误差产生的原因并进行精确计算，探究如何更好地完成本实验，使之呈现更加清晰的图像以及提高精度的方法，从而深入理解实验，最后说明实验的收获与感想。
一、实验目的1、了解全息照相的基本原理，熟悉反射式全息照相与透射式全息照相的基本技术和方法；2、掌握在光学平台上进行光路调整的基本方法和技能；3、学习用二次曝光法进行全息干涉测量，并以此测定铝板的弹性模量；4、通过全息照片的拍摄和冲洗，了解有关照相的一些基础知识。
二、实验原理1.全息照相：全息照相所记录和再现的是包括物光波前的振幅和位相在内的全部信息。
但是，感光乳胶和一切光敏元件都只对光强敏感，不能直接记录相位，从而借助一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光之间的干涉条纹，间接记录下物光的振幅和位相信息，然后使照明光按一定方向照射到全息图上，通过全息图的衍射再现物光波前，这时人眼便能看到物体的立体像。
根据记录光路的不同，全息照相又分为透射式全息和反射式全息，若物光和参考光位于记录介质（干板）的同侧，则称为透射全息；若物光和参考光位于记录介质的异侧，则称为反射全息。
全息摄影实验实验报告全息照相实验实验报告物理与光电工程学院光电信息技术实验报告姓名:张皓景学号:20111359069班级:光信息科学与技术专业2011级2班实验名称:全息照相实验任课教师:裴世鑫一、实验目的1(了解光学全息照相的基本原理及其主要特点。
2(学习全息照相的拍摄方法和实验技术。
3(了解全息照相再现物像的性质、观察方法。
二、实验仪器三、实验装置示意图45底片图1 全息照相光路四、实验原理全息照相是一种二步成像的照相技术。
第一步采用相干光照明，利用干涉原理，把物体在感光材料(全息干版)处的光波波前纪录下来，称为全息图。
第二步利用衍射原理，按一定条件用光照射全息图，原先被纪录的物体光波的波前，就会重新激活出来在全息图后继续传播，就像原物仍在原位发出的一样。
需要注意的是我们看到的“物”并不是实际物体，而是与原物完全相同的一个三维像。
1(全息照相的纪录——光的干涉由光的波动理论知道，光波是电磁波。
一列单色波可表示为:x?Acos(?t???2?r?) (1)式中，A 为振幅，ω 为圆频率，λ 为波长，φ 为波源的初相位。
一个实际物体发射或反射的光波比较复杂，但是一般可以看成是由许多不同频率的单色光波的叠加:x??Acos(?it??i?i?1n2?ri?i) (2)因此，任何一定频率的光波都包含着振幅(A)和位相(ωt+φ-2πr/λ)两大信息。
全息照相的一种实验装置的光路如图(1)所示。
激光器射出的激光束通过分光板分成两束，一束经透镜扩束后照射到被摄物体上，再经物体表面反射(或透射)后照射到感光底片(全息干版)上，这部分光叫物光。
另一束经反射镜改变光路，再由透镜扩大后直接投射到全息干版上，这部分光称为参考光。
由于激光是相干光，物光和参考光在全息底片上叠加，形成干涉条纹。
因为从被摄物体上各点反射出来的物光，在振幅上和相位上都不相同，所以底片上各处的干涉条纹也不相同。
强度不同使条纹明暗程度不同，相位不同使条纹的密度、形状不同。
激光全息照相实验的改进方法研究摘要：目前大学物理实验中的激光全息照相实验还在使用全息干板来记录全息图。
针对全息干板具有消耗大，曝光时间长，稳定性差，需要化学湿处理，不易保存等缺点，本文提出了采用数字全息技术来进行改进，即利用CCD 来代替全息干板作为记录介质，并通过计算机存储、数字图像处理、算法再现等手段来实现被拍摄物体三维形貌的数字全息再现。
实验结果表明，数字全息技术很好地改善了普通干板全息照相的不足，实验过程快捷方便，实验结果清晰生动，能够实现量化测量。
Abstract院At present, holograms are still recorded by the holographic plate in holography experiment of the college physicsexperiment. But the holographic platehas some disadvantages, such as costing a lot, long exposure time, poor stability, needing chemicalwet processing, and not easy to save and so on. To solve these problems, the digital holography technology is proposed to improve theholography experiment. This technology is using CCD to replace the holographic plate as a recording medium, and through the computerstorage, digital image processing, reconstruction algorithm and other means to achieve the digital holographic reconstruction. The resultsshow that, the digital holography is well done, the process is fast and convenient, and the reconstruction image is clear and vivid. What'smore, the quantitative measurement can be realized.关键词：大学物理实验；全息照相；数字全息；干涉测量Key words院college physics experiment；holography photo；digital holography；interferometry中图分类号院O438 文献标识码院A 文章编号院1006-4311（2014）29-0206-030 引言早在1948 年，为了消除电子显微镜的像差，英国科学家丹尼斯·伽伯（Dennis Gabor）[1]在布拉格（Bragg）和泽尼克（Zernike）工作的基础上提出了全息技术[2]的基本原理，并因此获得了1971 年的诺贝尔物理学奖。
全息照相实验异常现象分析与处理李文清1,杨砚儒2,刘瑞安3(1.中国民航学院理学院,天津 300300;2.天津职业大学,天津 300402;3.天津师范大学物电学院,天津 300747)摘 要:文章对全息照相实验过程中出现的异常干涉现象:再现像变大变胖,再现像模糊现象进行了分析,并提出了相应的处理方法。
关键词:全息照相;图象再现;干涉中图分类号:O438.1 文献标识码:B 文章编号:100224956(2006)022*******Analysis and Treat m ent of the Abnor mal Pheno mena in Hol ographL IW en2qing,Y ANG Yan2ru,L I U Rui2an(1.University of Science C AUC,Tianjin300300,China;2.Tianjin Pr ofessi onal College,Tianjin300402,China;3.College of Physics and Electric,Tianjin Nor mal University,Tianjin300074,China)Abstract:The abnor mal interference phenomena in the operati on of hol ograph,such as i m age reconstructi on biggerand fatter and di m of i m age reconstructi on were analyzed.The treat m ent methods were als o p resented.Key words:hol ograph;i m age reconstructi on;interference收稿日期:2005204212作者简介:李文清(1966—),女,河北馆陶县人,学士,讲师. 在全息照相实验过程中有时可出现异常干涉现象,如再现像模糊、再现像变形(变大变胖)等。
. / 北航物理实验研究性报告全息照相与全息干预法实验的误差分析与改良方法第一 **：第二 **：目录摘要2一、实验目的2二、实验原理21.全息照相：2〔1〕透射式全息照相3〔2〕反射式全息照相42.两次曝光法测定金属的弹性模量：5三、实验仪器6考前须知：7四、实验步骤71、全息照片的拍摄和全息像的再现72、二次曝光法测定铝板的杨氏模量8五、数据记录与处理81、原始数据记录82、数据处理8六、结果分析101、误差分析102、改良建议133、感想体会14七、参考资料15摘要本报告对全息照相和全息干预法实验的原理、步骤、仪器进展了简要的介绍，并对实验数据进展处理以及误差估算。
通过分析实验室条件下误差产生的原因并进展准确计算，探究如何更好地完本钱实验，使之呈现更加清晰的图像以及提高精度的方法，从而深入理解实验，最后说明实验的收获与感想。
一、实验目的1、了解全息照相的根本原理，熟悉反射式全息照相与透射式全息照相的根本技术和方法；2、掌握在光学平台上进展光路调整的根本方法和技能；3、学习用二次曝光法进展全息干预测量，并以此测定铝板的弹性模量；4、通过全息照片的拍摄和冲洗，了解有照顾相的一些根底知识。
二、实验原理1.全息照相：全息照相所记录和再现的是包括物光波前的振幅和位相在内的全部信息。
但是，感光乳胶和一切光敏元件都只对光强敏感，不能直接记录相位，从而借助一束相干参考光，通过拍摄物光和参考光之间的干预条纹，间接记录下物光的振幅和位相信息，然后使照明光按一定方向照射到全息图上，通过全息图的衍射再现物光波前，这时人眼便能看到物体的立体像。
根据记录光路的不同，全息照相又分为透射式全息和反射式全息，假设物光和参考光位于记录介质〔干板〕的同侧，则称为透射全息；假设物光和参考光位于记录介质的异侧，则称为反射全息。
（1） 透射式全息照相1) 投射全息的记录◆ 两束平行光的干预将感光板垂直于纸面放置，两书相干平行光o 、r 按照图1所示方向入射到感光板上，他们与感光板法向夹角分别为o ϕ和r ϕ，并且o 光中的两条光线1、2与r 光中的两条光线'1和'2在A 、O 两点相遇并相干，于是在垂直于纸面方向产生平行的明暗相间的干预条纹，亦即在感光板上形成一个光栅。
设A 、O 两点为相邻明条纹，则条纹间距 ,如图1，其光程差为波长λ。
光线'1与'2之间光程差为r d ϕsin ，光线1与2之间的光程差为o d ϕsin ，又由于光线2与'2等光程，所以光线1与'1间的光程差为)sin (sin o r d ϕϕ+，以感光板法线为基准，逆时针转至入射光线〔不大于〕的入射角为正，反之为负。
所以干预条纹间距为： r o d ϕϕλsin sin -=〔1〕图1图2 ◆ 单色发散球面波的干预而在通常全息照相中，物光与参考光都是发散球面波。
将感光板至于直角坐标系O*Y 平面上，如图2，物光光线1、2与参考光线'1、'2。
在A 、O 两点处相遇并相干。
在点附近微小区域，可将这些光线视为一束细小的平行光，两束光在感光板上相遇并干预，形成与Y 轴方向平行的，间距为的明暗条纹，结合式〔1〕有： sin sin O oO rO d λφφ=-〔2.1〕同理，在点附近的微小区域内，条纹间距：sin sin A oO rO d λφφ=-〔2.2〕2) 投射全息的再现 全息图是以干预条纹形式记录的物光波，相当于一块有复杂光栅构造的衍射屏，必须用参考光照射才能在光栅的衍射光波中得到原来的物光，从而使物体得到再现。
以光栅发现为基准，逆时针转至入〔衍〕射光线的入〔衍〕射角为正，则光栅方程为：(sin sin )d k θϕλ-=0,1,2,k =±± (3)其中θ为衍射角，ϕ为入射角。
由相关理论可知，灰度呈正弦分布的光栅构造，其衍射级只能取1±。
所以，让与参考光r 完全一样的再现光照射到全息图上，就会在原物处看到与其等大的三维像，实现全息像的再现。
（2） 反射式全息照相反射式全息照相利用相干光记录全息图，但可以用"白光〞照明得到再现像。
因为眼睛可以在室内可见光环境中方便地看到原物的虚像，本实验中采用此方法制作全息像,也是用该方法进展二次曝光法测量相关数据。
物光与参考光从底片的正反两面分别引入并在底片介质中形成驻波，在平板乳胶面中形成平行于乳胶面的多层干预面，由于物光与参考光之间的夹角接近于o 180，故两相邻干预面间的距离近似为：2)2/180sin 2λλ=≈o d （(4)当用波长为632.8nm 的激光作为光源时，这一距离约为0.32微米，会在厚度约为25微米的光致聚合物底板上形成约60-80层干预面〔布拉格面〕，因而全息图是一个具有三维构造的衍射物体，再现光在这三维物体上的衍射极大值必须满足以下条件：（1） 光从衍射面上反射时，反射角等于入射角；（2） 相邻两干预层之间的反射光光程差必须是λ，如图3，即有布拉格条件：2cos L nd θλ∆==〔5〕式中n 是感光板的折射率。
图 32. 两次曝光法测定金属的弹性模量：两次曝光法干预图要求在同一记录介质上制作两个全息图，它将物体在两次曝光之间的形状改变永久地记录下来。
材料力学相关理论可知，悬臂梁自由端受到集中载荷y F 作用时，梁的中心线〔*轴〕上各点，沿*方向和z 方向的变形略去不计，沿着y 方向位移量按照挠度变形分布理论为：)3(62x L EJ x F dy y -=〔6〕式中L 为梁的长度，E 为材料的弹性模量，3/12J bh =为横截面的惯性矩，*为待测点位置坐标。
按照图4所示的光路图〔L 为扩束镜，、为平面镜，H 为干板，P 为铝板，G 为加力装置〕组装实验仪器。
悬臂梁未受力时作第一次曝光，则记录下了悬臂梁处于原始状态时的的全息图。
第二次曝光记录下加力后悬臂梁的全息图。
再现时，同时复现悬臂梁两个状态下的物光波前，这两个波前发生干预，得到一簇等光程差的干预条纹。
如图5。
由图5知，梁上*点A ，变形后到达'A 点，位移方向垂直于梁外表，位移量为dy ，两点发出的光波之间的光程差为：)cos (cos βαδ+=dy 〔7〕图 4图 5根据干预原理，明纹与暗纹处的位移量分别为：βαλcos cos +=k dy 〔明纹〕〔8〕 βαλcos cos )12(+-=k dy 〔暗纹〕〔9〕 将式〔8〕与式〔6〕联立，变形可得弹性模量的表达式： )cos )(cos 3(62βαλ+-=x L Jk x F E y 〔10〕 式中3121bh J =,b 为梁的宽度，h 为梁的厚度，所以： 明纹处：)cos )(cos 3(232βαλ+-=x L bh k x F E y 〔11〕暗纹处： )cos )(cos 3()12(232βαλ+--=x L bh k x F E y 〔12〕本实验中α与β近似为零，因此只需要测出b 、h 、y F 以及*一明纹〔或暗纹〕沿着梁轴向的位置坐标*，就可以测出弹性模量E 。
三、 实验仪器氦氖激光器及电源一套、分束镜一块、平面镜3面、被摄物一个、砝码加载器及待测铝板、载物台、底板架1个、扩束镜2块、透镜1块，白屏1块，纯洁水以及质量分数分别为40%，60%，80%，100%的异丙醇溶液假设干，竹夹一个，RSP—1型红敏光聚合物全息干板。
考前须知：1．全息干板必须夹结实，最好不要有自由端。
特别是全息干板面积比拟大时，需要固定自由端以防止震振动；当面积较小时，可以只夹住一端。
2．全息干板必须夹结实后，应该等待几分钟再拍摄相片，以释放干板的夹持应力，提高再现像的质量；3．拍摄光路上的光学元件必须用磁性表座固定，不用的仪器不要放在全息台上；4．尽量防止在较大噪声的环境中曝光；5．曝光时间内，不要在室内走动或者敲击全息台，以免振动影响干预条纹的质量；四、实验步骤1、全息照片的拍摄和全息像的再现〔1〕反射式全息照相按照6所示光路组装反射全息记录光路，OH之间的距离控制在1cm以内，尽量使物体平面平行于H。
光路调整好后，遮挡激光安防感光板，H的乳胶面应当正对物体，随后去除遮挡，曝光10—20秒。
图 6〔2〕冲洗底板a)将曝光后的感光板用竹夹夹住，放在纯洁水中浸泡10s后取出，滤尽水。
b)将感光板依次放入质量分数为40%，60%，80%的异丙醇溶液中各脱水10—15s后取出，每次进入相邻溶液后，都需将干板上的溶液滤尽。
c) 将感光板放入质量分数100%的异丙醇溶液中脱水，直至感光板呈现红色或黄绿色。
d) 滤尽干板上的溶液，迅速将干板用吹风机吹干。
〔3〕再现像的观察经吹洗风干的反射全息图在白光下即可看到原物的虚像。
2、 二次曝光法测定铝板的杨氏模量⑴按照图4所示组装实验光路图，注意铝板与感光板距离尽可能小，感光板的乳胶面要朝向铝板。
⑵物体静止时进展第一次曝光，时间约10s 。
随后用砝码加载器给悬臂梁自由端施加适当大小的力y F ，稳定1min 后，进展第二次曝光，时间约15s 。
注意施力方向要与铝板垂直，加力过程动作要轻，不要有振动。
然后按照上文所述的方法冲洗底板，之后可以在白光下直接看到干预条纹，取级数不同的明纹或暗纹，测量条纹所在处*坐标，然后测定铝板的长度、宽度、厚度，按照式〔11〕与〔12〕计算弹性模量。
五、 数据记录与处理1、 原始数据记录铝板参数：长度L=70.1mm ，宽度b=40.5mm ，厚度h=1.7mm ，质量m=15.5g ，632.8nm λ=，0.1519y F mg N ==2、 数据处理对于这11组数据，现选取明纹处，使用一元线性回归的方法计算：根据上述公式：)cos)(cos3(232βαλ+-=xLbhkxFE y此时可以简化为令211(3)y x L x=-k k N=+，N x=，其中N为级数所以y A Bx =+由一元线性回归知识知：所以351.39104yE bhBFλ-==⨯因此3467.2y BF E Gpa bh λ==说明线性相关性很好合成不确定度所以最终表达式为()(673)E u E Gpa ±=±六、 结果分析1、误差分析对于"全息照片的拍摄和全息像的再现〞实验，观察一元硬币和小型玩具的全息成像效果，发现各像整体轮廓根本可以看清，但是细节处清晰度欠佳，经分析，其主要原因有：（1） 系统稳定性对实验结果的影响：由于全息图上所记录的是参考光和物光的干预条纹，而这些条纹非常细，在曝光过程中，极小的振动和位移都会引起干预条纹的模糊不清，甚至使干预条纹完全不能记录下来。
实验中难以保证完全的无振动，因此微小的振动、噪音都会影响光路系统的稳定性。
