全息术91PB07011王静PB07210457实验目的：初步了解全息术的基本原理，并拍摄物体的三维全息图和制作全息光栅。实验原理：全息图种类很多，不管哪种全息图都要分成两步来完成：第一步，干涉法记录全息图，即波前记录；第二步，用全息图使原光波波前再现，即波前再现。1．波前记录由于所有的记录介质只能对光强有响应，因此普通照相机利用直接成像的方法，只能记录下光波的振幅信息，为了记录物体发射光波的相位信息，利用光的干涉效应。因此在拍摄全息图时除了物光波外还必须有一束参考光波，这两束光波应当具有良好的相干性，以便记录下清晰的干涉条纹。图3.5.1-1是一般拍摄离轴全息图（也叫作菲涅耳全息图）的光路图。我们只取物体上的某一个发光点O，并取全息干板平面为Oxy坐标平面，如图3.5.1-2所示，设物点O的坐标和参考光点R的坐标分别为（x0，y0，z0）和（xR，yR，zR），则Oxy平面上物光的复振幅分布为Ox,y=O0x,yexp[jΦ0x,y]（1）在Oxy平面上参考光的复振幅分布为Rx,y=R0x,yexp[jΦRx,y]（2）参考光波和物光波在Oxy平面上干涉叠加后的光强为（3）可用作全息记录的感光材料很多，一般最常用的是卤化银乳胶涂布的超微粒干板，称为全息干板，按图3.5.1-1拍摄的全息图也叫做平面全息图，我们用振幅透射率来表示其特性，一般它是一个复函数，具有下面的形式：（4）在上式中如果ψ与（x,y）无关，是一个常数，就称为振幅型全息图。如果τ0与（x,y）无关，是一个常数，就称为相位型全息图。如果两者都与（x,y）有关，就称为混合性全息图。全息照相干板的特性可以用图3.5.1-3所示的τ-H曲线来表示。其中τ为振幅透射系数，H为曝光量。因为τ-H曲线只在中间一段近似为直线，所以对于不同的曝光量（光强与曝光时间的乘积），——可以完成不同的记录线性记录和非线性记录。一般记录时取曝光量在H0的位置。并控制参、物光强比为2比1至10比1的范围。这样就可以实现线性记录。在线性记录的条件下，（5）t为曝光时间，I为总光强，β0和β为常数。Β等于图3.5.1-3中线性区的斜率，将公式（3）中的光强表达式代入，得到拍好的全息图的复振幅透射率（6）2．波前再现设再现用的照相光波在Oxy平面上的分布为（7）此再现光波经过全息图后衍射波的复振幅分布为（8）考察式（8）的第二项（由于第一项较小，大多数情况下可以忽略），可以认为：（9）式（9）为全息照相的基本公式，式中第一项代表直射光，第二项代表原始像，第三项代表共轭像...
