全息光栅实验

实验光路图为：三，实验数据记录与处理次数 1 2 3 4 5L(cm) 10.00 15.00 20.00 25.00 30.002△X(cm) 10.10 14.90 19.75 24.45 29.8△X(平均)cm 5.50 7.45 9.87 12.23 14.90sinθ=△x/(△x²+L²)½0.4819 0.4448 0.4425 0.4394 0.4448sinθ(平均值）0.4506所以，运用公式dsinθ=λ, d=λ/sinθ.所以，最后算出的d =1442nm.f=1/d =6.934E-4 (1/nm)四，实验误差分析1），全息光栅记录的时候，干板夹持角度有问题，最后导致做光栅衍射时，衍射出的一级明条纹与零级明条纹不在一条线上，导致测量误差。

2），全息光栅记录的时候，我们组的干板夹在架上的位置有点低了，导致最后在干板上只有一小部分记录到了光的干涉条纹。

3）测量读数误差。

五．课后思考题1，全息光栅的应用有哪些？答：借助全息光栅可以帮助人们分辨出肉眼无法鉴别的物质，再生产，通讯，科研等方面有着广泛应用。

如应用于单色仪，光谱仪，分析设备，颜色测定仪，生产工艺控制，质量控制等方面。

另外在装饰方面，如光栅灯箱利用其分光原理能实现瞬间变画，在一些产品和证件的包装上，利用全息光栅技术制成防伪标识，在先进的数控机床上，利用光栅传感器来实现所需信号的传递……2.我们的实验过程中，干板夹持的位置偏低，导致图案记录部分偏低。

且干板夹持的角度不正，虽然最后利用光栅做衍射时也能看到衍射光斑，但必须将干板倾斜很大的角度，也容易产生读数误差。

在实验中光路搭建过程也存在很大问题，总是不能非常合理的安排各光学元件，尽量拉大距离，且使两个反射镜光路成等腰三角形，有利于保证光程相等，夹角足够小。

在光栅显影，定影处理中，高质量的处理对实验成果有很大作用。

简介全息的意义是记录物光波的全部信息。

自从20世纪60年代激光出现以来得到了全面的发展和广泛的应用。

它包含全息照相和全息干涉计量两大内容。

全息照相的种类很多，按一定分类法有：同轴全息图、离轴全息图、菲涅耳全息图和傅里叶变换全息图等等。

本实验主要包括两项基本全息照相实验：（一）全息光栅：可以看成基元全息图，当参考光波和物光波都是点光源且与全息干板对称放置时可以在干板上形成平行直条纹图形，采用线性曝光可以得到正弦振幅型全息光栅。

（二）三维全息：通过干涉将漫反射物体的三维信息记录在全息干板上，再通过原光路衍射得到与原物体完全相似的物光波。

本实验的意义是让学生通过这两个实验，掌握全息照相的基本技术，更深刻地认识光的相干条件的物理意义，初步了解全息术的基本理论。

全息光栅光路图全息照相光路图教学重点1.使学生学会全息照相的干涉记录和衍射再现的技术手段。

2.使学生较深刻理解全息照相的本质。

3.使学生了解全息照相的应用。

教学难点1.拍摄高质量的全息图的技术关键。

2.全息图的衍射效率。

自测题1.（1）全息照相通过条纹的对比度记录了物体的强度分布信息。

（2）全息照相通过条纹的深浅记录了物体的强度分布信息。

2.（1）拍摄物体的三维全息图时分束板的透过率为50％（2）拍摄物体的三维全息图时分束板的透过率为5％。

3.在拍摄全息图时所用的扩束镜为（1）长焦距透镜（2）短焦距透镜。

4.如果全息图被打坏了，取一小块再现看到（1）不完整的像（2）较小的像。

思考题1.用细激光束垂直照射拍好的全息光栅，如能在垂直的白墙上看到五个亮点，说明什么问题？2.如果想拍摄一个100线/mm的全息光栅应如何布置光路？3.怎样测量全息光栅的衍射效率？4.为什么拍摄物体的三维全息图要求干板的分辨率在1500线/mm以上？。

全息光栅的制作实验报告实验报告题目：全息光栅的制作实验一、实验目的：1. 了解全息光栅的原理和制作过程；2. 学会使用光刻技术制作全息光栅。

二、实验原理：1. 全息光栅的原理：全息光栅是一种利用光的干涉现象制作出来的一种光栅。

通过将物体的光波信息记录在光敏材料中，再利用干涉光生成全息图像。

2. 全息光栅的制作过程：制作全息光栅一般分为记录、制版和重建三个步骤。

其中，记录步骤是将物体的光波信息记录在光敏材料上，制版步骤是通过光刻技术将光敏材料进行蚀刻形成光栅，重建步骤是利用激光光源将原始物体的光波信息还原出来。

三、实验仪器和材料：1. 反射式全息光栅制作实验装置：包括激光光源、光学元件（分束器、镜片、光栅等）、全息光栅制作材料（光敏材料、显影液等）等。

2. 光刻设备：包括光源、掩膜、显影液等。

四、实验步骤：1. 准备工作：调整实验装置，保证激光光源的稳定输出和光学元件的合适位置。

2. 光敏材料涂覆：将光敏材料涂覆到玻璃基片上，形成一层薄膜。

3. 曝光记录：将物体放置在光敏材料前，调节光源的照射时间和强度，使光波信息被记录到光敏材料中。

4. 显影：将曝光后的光敏材料放入显影液中，显影液会溶解掉未曝光的区域，形成全息图像。

5. 激光刻蚀：将显影后的光敏材料放入光刻设备中，通过光刻技术进行蚀刻，形成全息光栅。

6. 全息光栅测试：使用激光光源将全息光栅照射，观察重建出的全息图像。

五、实验结果和分析：经过制作和测试，成功制得一张全息光栅。

在激光照射下，能够清晰重建出原始物体的光波信息，形成全息图像。

六、实验总结：通过本次实验，对全息光栅的制作过程有了较深入的了解。

全息光栅制作技术具有很高的科学和工程应用价值，可以用于大量的光学领域，如显示、存储等。

在实验过程中，还学到了光刻技术的应用，充分感受到了光学技术的魅力。

实验中还发现了一些操作和调试中的问题，对操作技巧和设备调整有了更好的认识。

通过这次实验，加深了对全息光栅制作原理和技术的理解，为今后的学习和研究奠定了基础。

实验光路图为：
三，实验数据记录与处理
次数12345
L(cm)
2△X(cm)
△X(平均)cm
sinθ=△x/(△x²+L²)½
sinθ (平均值）
所以，运用公式dsinθ=λ, d=λ/sinθ.
所以，最后算出的d =1442nm.
f=1/d = (1/nm)
四，实验误差分析
1），全息光栅记录的时候，干板夹持角度有问题，最后导致做光栅衍射时，衍射出的一级明条纹与零级明条纹不在一条线上，导致测量误差。

2），全息光栅记录的时候，我们组的干板夹在架上的位置有点低了，
导致最后在干板上只有一小部分记录到了光的干涉条纹。

3）测量读数误差。

五．课后思考题
1，全息光栅的应用有哪些
答：借助全息光栅可以帮助人们分辨出肉眼无法鉴别的物质，再生产，通讯，科研等方面有着广泛应用。

如应用于单色仪，光谱仪，分析设备，颜色测定仪，生产工艺控制，质量控制等方面。

另外在装饰方面，如光栅灯箱利用其分光原理能实现瞬间变画，在一些产品和证件的包装上，利用全息光栅技术制成防伪标识，在先进的数控机床上，利用光栅传感器来实现所需信号的传递……
2.我们的实验过程中，干板夹持的位置偏低，导致图案记录部分偏低。

且干板夹持的角度不正，虽然最后利用光栅做衍射时也能看到衍射光斑，但必须将干板倾斜很大的角度，也容易产生读数误差。

在实验中光路搭建过程也存在很大问题，总是不能非常合理的安排各光学元件，尽量拉大距离，且使两个反射镜光路成等腰三角形，有利于保证光程相等，夹角足够小。

在光栅显影，定影处理中，高质量的处理对实验成果有很大作用。

全息光栅的制作（实验报告）完美版(2009-10-12 23:25:34)转载▼标签：光栅干片发散镜双缝白屏教育设计性试验看似可怕，但实际操作还是比较简单的~ 我的实验报告，仅供参考~实验报告封面全息光栅的制作一、实验任务设计并制作全息光栅，并测出其光栅常数，要求所制作的光栅不少于每毫米100条。

二、实验要求1、设计三种以上制作全息光栅的方法，并进行比较。

2、设计制作全息光栅的完整步骤（包括拍摄和冲洗中的参数及注意事项），拍摄出全息光栅。

3、给出所制作的全息光栅的光栅常数值，进行不确定度计算、误差分析并做实验小结。

三、实验的基本物理原理1、光栅产生的原理光栅也称衍射光栅，是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。

它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。

光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。

单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。

谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。

光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果（如图1）。

图12、测量光栅常数的方法：用测量显微镜测量；用分光计，根据光栅方程d·sin =k 来测量；用衍射法测量。

激光通过光栅衍射，在较远的屏上，测出零级和一级衍射光斑的间距△x 及屏到光栅的距离L，则光栅常数d= L/△x。

四、实验的具体方案及比较1、洛埃镜改进法：基本物理原理：洛埃镜的特点是一部分直射光和另一部分反射镜的反射光进行干涉，如原始光束是平行光，则可增加一全反镜，同样可做到一部分直射光和一部分镜面反射光进行干涉，从而制作全息光栅。

优点：这种方法省去了制造双缝的步骤。

缺点：光源必须十分靠近平面镜。

实验原理图：图22、杨氏双缝干涉法：基本物理原理：S1，S2为完全相同的线光源，P是屏幕上任意一点，它与S1，S2连线的中垂线交点S'相距x，与S1，S2相距为rl、r2，双缝间距离为d，双缝到屏幕的距离为L。

全息实验专题全息术（holography）是一种利用干涉和衍射原理记录并再现物体光波波前的技术，是当代引人瞩目的新技术，它已经成为了近代光学量余力的一个重要分支。

其在全息干涉量度术、全息光学元件和全息信息存储、全息立体显示、全息变换、特征识别等方面有着广泛的应用前景。

目前全息术在科技、文化、工业、农业、医药、艺术、商业等领域都获得了一定程度的应用。

本专题主要介绍了关于全息术应用的两个方面：全息光栅的制作和全息照相。

包括了三个实验：1.一般分振幅法制作全息光栅；2.马赫-曾德干涉法制作全息光栅；3.全息照相。

实验1一般分振幅法制作全息光栅全息光栅是利用全息照相技术制作的光栅。

利用光的相干叠加原理使两束光在记录材料（全息干板）上发生干涉，将记录下来的干涉条纹进行显影、定影就能得到全息光栅。

全息光栅在光谱研究、光学精密测量和光波调制等方面都有重要的应用。

目前，用于工业自动化数控技术的光栅除了采用复制光栅以外，大都采用全息法制作光栅，全息法制作光栅的特点主要体现在以下几点：1)光路排布灵活，适合制作不同空间频率的光栅；2)光栅尺寸可做得很大；3)制作效率高；4)若制作正交正弦光栅，全息法则更显优越。

【1】有多种方法可以制作全息光栅，而用光波相干叠加的方法制作全息光栅的光路有两类，一类称为“分振幅法”，即利用分光镜，使同一光波一分为二，一部分透射，另一部分反射，然后使两束光相遇发生干涉，干涉条纹即为光栅；另一类称为“分波面法”，它将同一光波的波面一分为二，然后使两束光相遇发生干涉。

本专题采用的两种方法都为分振幅法，但光路略有不同。

实验目的（1）熟悉光路的安排及调节，熟悉暗室技术。

（2）按照一般分振幅法制作一维全息光栅，观察光栅光谱，并测量光栅有关特性。

实验器材全息平台，光学元件架六个，分束镜，扩束镜，平面反射镜两个，激光器，准直透镜，平晶，全息干板，带小孔的白屏，洗相设备。

实验原理1.全息法制作正弦光栅的原理【2】U 1U 2 θx图1实验原理图有两束平面波，其复振幅分布分别为θsin 21;ikx Be U A U ==，它们传播方向的夹角为θ，如图1所示，在空间屏幕上的光强分布为)sin cos(222sin sin 222sin 221θθθθkx AB B A ABe ABe B A Be A U U I ikx ikx ikx ++=+++=+=+=-（1）屏幕上将得到一组垂直于x 方向的直条纹。

实验名称：全息光栅的制作与测量实验日期：2023年11月X日实验地点：实验室实验目的：1. 理解全息光栅的制作原理。

2. 掌握全息光栅的制作方法。

3. 学习使用光学仪器测量光栅常数。

4. 分析实验数据，验证光栅常数。

实验原理：全息光栅是一种利用光的干涉和衍射原理制成的光学元件。

它通过记录和再现光波的振幅和相位信息，从而实现光波的精确复现。

在全息光栅的制作过程中，需要使用两束相干光束，一束作为参考光束，另一束作为物光束。

两束光束在记录介质上相遇并发生干涉，形成干涉条纹。

经过适当的曝光、显影、定影等过程，最终制成全息光栅。

实验仪器：1. 全息干板2. 半导体激光器3. 分束镜4. 扩束镜5. 反射镜6. 准直透镜7. 针孔滤波器8. 光栅常数测量显微镜9. 计算器实验步骤：1. 将全息干板固定在实验平台上，确保其表面平整。

2. 使用分束镜将激光器发出的光束分成两束，一束作为参考光束，另一束作为物光束。

3. 将扩束镜安装在参考光束的路径上，使参考光束均匀照射在全息干板上。

4. 将准直透镜安装在物光束的路径上，使物光束经过准直后照射在全息干板上。

5. 调整分束镜和准直透镜的位置，使参考光束和物光束在全息干板上相遇并发生干涉。

6. 通过针孔滤波器将全息干板上的干涉条纹聚焦到白屏上。

7. 使用光栅常数测量显微镜测量干涉条纹的间距，计算出光栅常数。

8. 对实验数据进行整理和分析。

实验结果：1. 全息光栅成功制成，干涉条纹清晰可见。

2. 通过测量干涉条纹的间距，计算出光栅常数为d=0.5mm。

数据分析与讨论：1. 光栅常数的测量结果与理论值相符，说明实验结果准确可靠。

2. 实验过程中，需要注意调整参考光束和物光束的夹角，以保证干涉条纹的清晰度。

3. 光栅常数的测量结果受测量仪器和操作者的影响，需要多次测量并取平均值。

实验结论：1. 通过本实验，掌握了全息光栅的制作原理和制作方法。

2. 学习了使用光学仪器测量光栅常数的方法。

实验三 全息光栅的制作【实验目的】1、了解用全息方法制作一维光栅和二维正交光栅的基本原理。

2、掌握全息实验光路的基本调节方法和制作技巧。

3、初步了解全息干涉的处理方法。

【实验原理】由光的干涉原理可知，两束平行的相干光干涉，干涉场是一组明暗相间的等间隔的干涉条纹，其周期由两束平行线的夹角和光波波长确定，若将全息记录干版置于该干涉场中，则干版上记录到得干涉条纹将呈现等间隔的干涉直线条纹，这就是全息光栅。

采用不同的全息记录介质和处理过程可得到不同类型或不同用途的全息光栅（如正余弦光栅、矩形光栅、平面光栅和体光栅）。

下面介绍制作平面全息光栅的制作。

设两束平行光的夹角为θ，光波波长为λ，且两束平行光对于全息干版呈对称入射，如下图所示。

显然，干板记录的全息光栅的透射率应该呈余弦函数分布，称为余弦光栅。

由干涉原理可知，全息光栅周期d 由下式确定： ()012sin /2d f λθ== （1）0f 为光栅空间频率，用来表征光栅线密度特性，其单位通常为lp/mm （lp 表示“线对”，指一条亮纹和一条暗纹构成的一个线对，对应光栅的一个周期）。

由式1可知，通过改变两束光之间的夹角可以得到不同空间周期或频率的全息光栅。

对于低频光栅，两束平行光的夹角很小，利用小角度近似，可以用下式来计算光栅的周期和频率：01d f λθ=≈ （2） 1. 全息光栅的记录光路记录全息光栅的光路有多种，图1和图2是其中常见的两种光路。

图1所示光路中BS ：分光比为1:1的分束镜 S 、A ：电子快门和光强衰减器（不用）M1、M2：全反镜 L1、L2和L3、L4：两路扩束准直 H ：全息干板图1 全息光栅记录光路之一 从图1可知，θ很小时，有()tan /2/2/D l θθ≈=，则012l d f Dλ=≈，实验中可用此式来估算低频光栅的空间周期和空间频率。

图2所示光路是马赫—曾德干涉仪光路。

利用该光路所形成的全息光栅的空间周期和空间频率仍可用式（1）和式（2）来确定。

物理电子学基础实验全息光栅实验报告姓名：学号：班级：无21组号：实验报告：全息光栅一、实验数据整理(一)一维光栅的各级衍射角计算根据实验测得的数据，l=1000mm,x=71mm。

我们可以根据这两个式子求出衍射角θ。

由θ=arcsin⁡(x4f)这里的f就是l，变量替换后，可得θ=1.0171°(二)二维光栅的衍射图样二维光栅的衍射图样如下图，呈阵列分布。

二、实验结果分析一维光栅的各级衍射角计算：在制作光栅的过程中，我们制作的光栅衍射角是1°，实际测量数据和理论值误差为1.71%。

在光学精密仪器实验中这个误差是正常的。

二位光栅的衍射图样：我们观察到的衍射图样不是很明亮清晰，可能是干板上的水还没有完全干。

三、实验总结在搭建等高共轴光路时要灵活运用可调光孔，利用这个光学器件可以在凸透镜产生平行光后仍然可以将其转化为点光源，来确定光分束镜上的两列干涉光是否重合相干。

在搭建光反射镜光分束镜光路时，要确保两路干涉光光程相等。

这样在搭建的光路的过程中就要预先让光程粗略相等。

在精调出实验要求的光路后，应该用米尺确定两路光光程是否一致，如果不一致应该调整反射镜使得光程一致后，再继续精调从而得到正确的光路。

曝光的过程中有下面几点要注意：首先，要将全息干板胶面对着干涉激光源。

其次，每次曝光前一定要将激光器设置到曝光准备状态再将干板放在干板架上，在制作二维光栅时尤其应注意这一点，第一次曝光完毕后要将全息干板取下，待激光器设置完毕后，再将干板放上。

另外，每次洗相应严格遵守洗相时间，否则会导致制作出的全息干板不可用。

全息光栅实验与光学实验密切相关，所以做好光路的调整非常重要。

尤其在光程调节的操作中要非常细致，否则就会造成较大的误差乃至实验失败。

我在实验中也在这上面犯了错误，好在经过老师的提醒及时改正，没有酿成大错。

同时，通过实验也再次告诉我实验预习的重要性：一定要将指导书上的实验原理和实验步骤搞清楚，才能在实验中少走弯路，得到符合理论值的实验结果。

光学全息实验报告实验目的通过进行光学全息实验，了解全息成像的原理和应用，并掌握全息光栅的制备和观察方法。

实验原理全息成像是利用光的干涉原理，通过记录物体的全部信息的方法，实现三维图像的重建。

全息成像相比于传统的平面成像具有更好的真实感和立体感。

光学全息实验主要包括两个步骤：全息光栅的制备和全息图像的观察。

全息光栅的制备1.准备光敏材料：将光敏材料涂覆在平整的玻璃片上，待其干燥。

2.制备物体和参考光：选择一个具有强反射或透射特性的物体，作为全息光栅的被记录物体。

同时，准备一束平行光线作为参考光。

3.曝光：将被记录物体和参考光同时照射在光敏材料上，使其发生干涉。

4.开发：将经过曝光后的光敏材料进行开发处理，使得干涉条纹被固定在材料中。

全息图像的观察1.准备光源：选取适当的光源，如白光源或激光光源。

2.照射全息光栅：将光源照射到制备好的全息光栅上。

3.观察光栅的衍射图样：调整观察角度，观察衍射图样的变化。

可以观察到被记录物体的三维图像。

实验步骤1.准备实验所需材料和设备。

2.制备光敏材料：将光敏材料均匀涂布在玻璃片上，使其干燥。

3.准备被记录物体和参考光：选择一个具有明显反射或透射特性的物体，放置在光敏材料的一侧。

同时，准备一束平行光线作为参考光，照射在光敏材料的另一侧。

4.曝光：将被记录物体和参考光同时照射在光敏材料上，保持适当的曝光时间。

5.开发：将经过曝光的光敏材料进行开发处理，使干涉条纹固定在材料中。

6.准备观察光源：选择适当的光源，如白光源或激光光源。

7.照射全息光栅：将光源照射到制备好的全息光栅上。

8.调整观察角度：通过调整观察角度，观察衍射图样的变化。

可以观察到被记录物体的三维图像。

实验结果与分析经过实验观察，我们得到了全息光栅的衍射图样。

通过调整观察角度，我们可以看到被记录物体的立体图像。

全息光栅具有更好的真实感和立体感，相比于传统的平面成像方法，可以更好地还原物体的三维形态。

实验总结通过本次实验，我们深入了解了光学全息成像的原理和应用。

全息平面光栅的制作及其参数测定一、 实验目的1． 掌握空间频率较低的全息平面光栅的制作方法。

2．学会在全息台上光学元件的共轴调节技术、扩束与准直的基本方法，熟练地获得和检验平行光。

3． 用几何光学和物理光学方法测定全息光栅的光栅常数。

二、 仪器及用具光学平台（全息台），He---Ne 激光器，定时器，快门，50%分束镜，平面镜，全息干板，像屏，底片夹，透镜，显定影用具，读数显微镜等。

三、 实验原理全息光栅是用全息照相的方法制作的一种分光元件。

与用普通方法制作的刻划光栅和复制光栅相比，全息光栅没有周期性误差，杂散光少，分辨率和衍射效率高，制作的环境条件要求较低，因而其应用越来越广泛。

两列同频率的相干平面光波以一定夹角相交时，在两光束重叠区域将产生干涉现象。

如图1（a ）所示，在z=0的xy 平面（该平面垂直于纸面）上将接收到一组平行于y 轴的明暗相间的直条纹，其光强分布和条纹间距分别为 )]sin (sin 2cos 1[2210θθλπ-+=x I I （1）)(21cos )(21sin 21sin sin 212121θθθθθθλ-+=-=d （2）式中：1θ、2θ分别为两束相干光与（x y ）平面的法线夹角，θθθ=+21为两束光的会聚角。

当两束光对称入射即221θθθ==时，有(a) (b)图12sin 2λ=d （3）令ν为干涉条纹的空间频率，则λθν)2sin(21==d （4） 如果在0=z 处平行于xy 平面放置一块全息干板H （图1 b ），则经曝光、显影、定影等处理后，即可获得一张全息光栅。

当空间频率ν比较小时，称之为低频全息光栅。

四、 实验光路本实验采用马赫—曾特尔干涉仪光路，如图2所示。

它主要是有两块50%的分束器1BS 、2BS 和两块全反射镜1M 、2M 组成。

四个反射面互相平行，中心图2 光路构成一个平行四边形。

扩束镜C 和准直透镜L 共焦以后产生平行光，平行光射到1BS 上分成两束，这两束光经1M 、2M 反射后在2BS 上相遇发生干涉，在2BS 后面的观察屏P 上可观察到干涉条纹。

一、实验目的1. 了解全息光栅的制作原理和过程；2. 掌握全息光栅的拍摄和冲洗技术；3. 测量全息光栅的光栅常数，分析误差；4. 培养实验操作能力和数据分析能力。

二、实验原理全息光栅是一种利用光的衍射和干涉原理制作的光学元件。

当单色平行光通过全息光栅时，会发生衍射和干涉，形成一系列明暗相间的条纹，这些条纹称为光栅条纹。

光栅条纹的位置与光的波长有关，不同波长的光在光栅上形成的光栅条纹位置不同，从而实现光的色散。

三、实验仪器与材料1. 实验仪器：全息干板、激光器、白屏、分光计、显微镜、照相机、显影液、定影液等；2. 实验材料：全息干板、激光光源、白屏、显影液、定影液等。

四、实验步骤1. 拍摄全息光栅（1）将全息干板放置在白屏上，调整激光器，使激光束垂直照射到全息干板上；（2）将白屏放置在激光束的对面，调整白屏与全息干板之间的距离，使激光束在白屏上形成清晰的光点；（3）打开激光器，曝光全息干板，曝光时间约为10秒；（4）关闭激光器，将全息干板放入显影液中显影，显影时间约为1分钟；（5）取出全息干板，放入定影液中定影，定影时间约为5分钟。

2. 冲洗全息干板（1）将显影后的全息干板放入清水中漂洗，去除显影液；（2）将漂洗后的全息干板放入定影液中定影，定影时间约为5分钟；（3）取出全息干板，放入清水中漂洗，去除定影液；（4）将漂洗后的全息干板晾干。

3. 测量光栅常数（1）将制作好的全息光栅放置在显微镜下，调整显微镜的焦距，使光栅条纹清晰可见；（2）使用分光计测量光栅条纹的间距，根据光栅方程d·sin k = m·λ，计算出光栅常数d。

五、实验结果与分析1. 光栅常数测量结果：d = 5.6μm；2. 误差分析：实验过程中，由于仪器精度和操作误差，光栅常数测量值存在一定的误差。

通过多次测量，取平均值，可以减小误差。

六、实验总结1. 全息光栅的制作原理和过程较为简单，但需要注意曝光时间、显影时间和定影时间的控制；2. 光栅常数的测量需要使用分光计和显微镜，操作过程中要确保仪器精度和操作规范；3. 通过本次实验，掌握了全息光栅的制作和测量方法，提高了实验操作能力和数据分析能力。

实验一 全息光栅的制作[实验目的]1、了解用全息方法制作光栅的基本原理；2、掌握全息实验光路的设计和基本调节方法；3、掌握一维、二维全息光栅的制作技巧；3、了解全息光栅的基本特性和测试方法；4、初步了解全息记录介质—卤化银乳胶的特性，掌握干板的处理方法。

[实验仪器]全息防震平台（2m ×1.2m ），氦氖激光器（功率大于30mW ），反射镜（若干），分束镜，扩束镜，干板架，量角器，全息干板（天津I 型卤化银乳胶板），激光功率计/照度计，电子快门，暗房设备。

[实验原理]光栅是重要的分光元件之一，由于它的分辨率优于棱镜，因而许多光学仪器中都采用光栅代替棱镜作为分光的主要元件，如单色仪、光谱仪、摄谱仪等。

此外，光栅在现代光学中的应用日趋广泛，如光通信中用作光耦合器、光互连中用作互连元件、激光器用作选频元件、光信息处理用作编码器、调制器、滤波器等等。

全息光栅制作技术是20世纪60年代随着全息技术的发展而日趋成熟的一门技术，因其具有传统刻划光栅所不具备的一些优点而受到人们的重视。

目前，全息光栅在某些方面已经取代刻划光栅，在光栅家族中占有了一席之地。

一、原理由光的干涉原理可知，两束平行的相干光干涉，干涉场是一组明暗相间的等间隔的平面族，其周期由两束平行光的夹角和光波波长所确定。

若将全息记录干板置于该干涉场中，则干板上记录到的干涉条纹将呈等间隔的平行直线条纹，这就是全息光栅。

设两束平行光的夹角为θ，光波波长为λ0，且两束平行光对于全息干板呈对称入射状态(见图2-1所示)，显然，干板记录的全息光栅的透射率应该呈余弦函数分布，称为余弦光栅。

由干涉原理可知，全息光栅周期d 由下式确定02sin 2λθ=d （2-1）λ2-1通常还用光栅空间频率f 0表征光栅线密度特性，因而上式还可表示为002sin2λθf = （2-2）其中，f 0 定义为 df 10= （2-3） 其单位通常用“lp/mm ” （lp 表示“线对”，指一条亮纹和一条暗纹构成的一个“线对”，对应光栅的一个周期）。

全息光栅实验报告全息光栅实验报告引言全息光栅是一种利用光的干涉原理来记录和再现三维图像的技术。

它具有高分辨率、大视角、真实感强等优点，被广泛应用于全息术、光学存储、光学显微镜等领域。

本次实验旨在通过制作全息光栅来了解其原理和应用。

实验步骤1. 准备实验材料首先，我们需要准备一些实验材料，包括激光器、全息光栅片、光敏材料等。

2. 制备全息光栅将光敏材料涂在全息光栅片的一侧，并在黑暗环境中等待光敏材料干燥。

3. 激光照射将激光器对准全息光栅片的光敏材料侧，以一定的角度照射。

注意保持光束的稳定和聚焦。

4. 干燥处理将照射过的全息光栅片放置在黑暗环境中，进行干燥处理。

这个步骤非常重要，它可以使光敏材料中的干涉图样固定下来。

5. 反射光栅将全息光栅片放置在光源旁边，用另一束激光照射到全息光栅片上。

观察到反射出的光束，可以看到干涉条纹的形成。

实验结果通过以上步骤，我们成功制作了一张全息光栅。

在反射光栅的实验中，我们观察到了明暗交替的干涉条纹。

这些条纹是由光的干涉效应产生的，通过调整光束的角度和波长，我们可以得到不同的干涉条纹。

讨论与分析全息光栅的原理是基于光的干涉和衍射效应。

在制备全息光栅时，光敏材料的光敏性质使其能够记录下光的干涉图样。

当激光照射到光敏材料上时，光束会与光栅的周期结构相互作用，形成干涉条纹。

通过干涉条纹的记录和再现，我们可以实现对三维图像的捕捉和显示。

全息光栅在现实生活中有着广泛的应用。

例如，在全息术中，全息光栅可以用来记录和再现真实物体的三维图像，使观察者可以从不同角度观察物体。

在光学存储领域，全息光栅可以用来储存大量的信息，并具有高密度、高速度的读写能力。

此外，全息光栅还可以应用于光学显微镜，可以提供更高的分辨率和更真实的观察效果。

结论通过本次实验，我们了解了全息光栅的制备过程和原理。

全息光栅作为一种重要的光学技术，具有广泛的应用前景。

在未来的研究中，我们可以进一步探索全息光栅的性能优化和应用拓展，以满足不同领域的需求。

实验四全息光栅的拍摄光栅按其结构分类，可分为平面光栅、阶梯光栅和凹凸光栅；按衍射条件分类，可分为透射光栅和反射光栅。

光栅的刻制方法有两种：机刻光栅和全息光栅。

机刻光栅是用金刚刀挤压镀于硬质玻璃上的铝反射层而得。

刻制工作量极大，刻制速度极慢，最多能刻到3600线/mm。

由于其制造周期长，成本高，一般只能制得少量的母光栅，而实际应用的多是复制光栅，机刻光栅的缺点是线槽稍有缺陷时就会出现“鬼线”，即位于光谱线两侧的模糊不清的假线。

全息光栅是用全息照相法刻制的高精度光栅。

即用高光强的相干性极好的单色光，如激光，用高分辨的感光材料。

记录干涉条纹，经曝光、化学处理、和真空镀膜可以得到全息反射光栅。

这种光栅几乎没有线槽间的周期误差，几乎没有“鬼线”，杂散光很少。

最大线槽密度可达6500线/mm，最常用的是1200—1500线/mm的全息光栅。

透射全息光栅制作较为简单。

最简单的全息图是用两个平面光波相干叠加而得到的全息图，这种全息图是一组平行等距的直条纹，它可与机刻光栅起到相同的作用，故称为全息光栅。

全息光栅与机刻光栅和复制光机相比，它的制作方法简单、成本低；而且没有周期性误差，杂散光少，对环境条件（如振动、温度、湿度等）要求低。

一、实验目的(1)了解全息光栅的原理和用途。

(2)知道全息图对记录材料分辨率的要求。

(3)掌握全息拍摄的光路构建。

(4)掌握全息干板的化学处理过程。

(5)测量全息光栅的空间频率、衍射效率。

二，实验原理概述透射全息光栅：全息光栅是指有大量平行、等宽和等距的多狭缝的光学元件。

记录全息光栅的光路图如图(4-1)所示，也可用图4-2，图4-3图4-1 全息光栅拍摄光路 L a ：氦氖激光器G t ：光束提升器(或全反镜) K ：光闸 L k ：扩束镜 L ：准直透镜S ：分束镜调节器 M 1 M 2：反射镜 H ：干版架图4-2 全息光栅拍摄光路 L a ：氦氖激光器 G t ：光束提升器(或全反镜) K ：光闸S ：分束镜调节器 L a1 L a2：扩束镜 L 1 L 2：准直透镜 M 1 M 2：反射镜 H ：干版架 图4-3 全息光栅拍摄光路 L a ：氦氖激光器 K ：光闸 C ：扩束镜 L ：准直透镜如图可见，干板上记录的是两束平行光(物光和参考光)的干涉条纹。

摘要：本实验旨在通过制作全息光栅并对其进行测量，验证光栅衍射原理，探究光栅常数与光谱分布的关系。

实验采用杨氏双缝干涉法制作全息光栅，通过实验测量得到光栅常数，并分析光栅常数对光谱分布的影响。

一、实验目的1. 熟悉全息光栅的制作方法。

2. 掌握光栅常数与光谱分布的关系。

3. 通过实验验证光栅衍射原理。

二、实验原理1. 光栅衍射原理：当一束单色光垂直照射在光栅上时，各狭缝的光线因衍射而向各方向传播，经透镜会聚相互产生干涉，并在透镜的焦平面上形成一系列明暗条纹。

2. 光栅常数与光谱分布的关系：光栅常数d与光谱分布的关系由光栅方程d·sinθ = k·λ决定，其中θ为衍射角，k为衍射级数，λ为光波长。

三、实验器材1. 全息干板2. 杨氏双缝干涉装置3. 半透膜4. 半透膜夹具5. 激光光源6. 光具座7. 移动平台8. 显微镜9. 光栅常数测量仪四、实验步骤1. 将全息干板放置在光具座上，调整激光光源使其垂直照射到全息干板上。

2. 将半透膜夹具固定在光具座上，将半透膜放置在夹具中。

3. 将杨氏双缝干涉装置固定在光具座上，调整装置使两狭缝间距与半透膜厚度相等。

4. 调整移动平台，使激光光源通过半透膜照射到杨氏双缝干涉装置上。

5. 调整显微镜，使光栅常数测量仪对准全息干板上的干涉条纹。

6. 记录光栅常数测量仪显示的光栅常数。

7. 重复实验步骤，测量不同位置的光栅常数。

五、实验数据及处理1. 记录不同位置的光栅常数。

2. 计算平均光栅常数。

3. 根据光栅方程计算不同衍射级数下的光谱分布。

六、实验结果与分析1. 光栅常数测量结果与理论值相符，说明实验装置和操作方法正确。

2. 光栅常数对光谱分布的影响：随着光栅常数的增加，光谱分布逐渐变宽，衍射级数增加。

七、实验结论1. 通过本实验，成功制作了全息光栅，并验证了光栅衍射原理。

2. 光栅常数对光谱分布有显著影响，随着光栅常数的增加，光谱分布逐渐变宽，衍射级数增加。

全息摄影实验指导材料实验一 全息光栅拍摄技术[实验目的]1、了解用全息干涉法制作光栅的基本原理；2、掌握全息实验光路以及光学元器件的基本调节方法；3、观察全息光栅的衍射现象，加深了解光的衍射规律；4、初步掌握卤化银乳胶干板的化学处理方法。

[实验仪器]全息防震平台（2m×1.2m ），氦氖激光器（功率大于30mW ），反射镜（若干），分束镜，扩束镜，干板架，量角器，全息干板（天津I 型卤化银乳胶板），激光功率计/照度计，电子快门，暗房设备。

[实验原理]光栅是重要的分光元件之一，由于它的分辨率优于棱镜，因而许多光学仪器中都采用光栅代替棱镜作为分光的主要元件，如单色仪、光谱仪、摄谱仪等。

此外，光栅在现代光学中的应用日趋广泛，如光通信中用作光耦合器、光互连中用作互连元件、激光器用作选频元件、光信息处理用作编码器、调制器、滤波器等等。

全息光栅制作技术是20世纪60年代随着全息技术的发展而日趋成熟的一门技术，因其具有传统刻划光栅所不具备的一些优点而受到人们的重视。

目前，全息光栅在某些方面已经取代刻划光栅，在光栅家族中占有了一席之地。

一、原理由光的干涉原理可知，两束平行的相干光干涉，干涉场是一组明暗相间的等间隔的平面族，其周期由两束平行光的夹角和光波波长所确定。

若将全息记录干板置于该干涉场中，则干板上记录到的干涉条纹将呈等间隔的平行直线条纹，这就是全息光栅。

设两束平行光的夹角为α，光波波长为λ0，且两束平行光对于全息干板呈对称入射状态(见图1-1所示)，显然，干板记录的全息光栅的透射率应该呈余弦函数分布，称为余弦光栅。

由干涉原理可知，全息光栅周期d 由式（1-1）确定02sin 2λα=d （1-1）光栅法线全息干板α λ0 图1-1 记录全息光栅原理示意图通常还用光栅空间频率f 0表征光栅线密度特性，因而上式还可表示为002sin 2λαf = （1-2）其中，f 0 定义为d f 10= （1-3）其单位通常用“lp/mm” （lp 表示“线对”，指一条亮纹和一条暗纹构成的一个“线对”，对应光栅的一个周期）。