眀室全息照相技術(shù)的研究

宋宇鑫

明室全息照相技術(shù)是為了讓大家更好的了解全息照相的原理及特點，掌握漫反射物體的全息照相方法，制作漫反射的三維全息圖；掌握反射全息的照相方法，學(xué)會制作物體的白光再現(xiàn)反射全息圖；進一步熟悉光路的調(diào)整方法。

【關(guān)鍵詞】明室；全息照相；漫反射；反射式全息

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，人們對于照相技術(shù)的要求越來越高，明室全息照相技術(shù)是為了讓大家更好的了解全息照相的原理及特點，掌握漫反射物體的全息照相方法，制作漫反射的三維全息圖；掌握反射全息的照相方法，學(xué)會制作物體的白光再現(xiàn)反射全息圖；進一步熟悉光路的調(diào)整方法。

1 全息照相的歷史

全息術(shù)的記錄和重建的科學(xué)領(lǐng)域的復(fù)雜光波和電磁波場與更高的頻率，是Dr .Dennis伽柏在1948年發(fā)明的，在1971年，獲諾貝爾物理學(xué)獎。

在過去的幾年里，全息術(shù)已經(jīng)先進到一個階段，它可以促進無數(shù)的光學(xué)和非光學(xué)技術(shù)發(fā)展。在自適應(yīng)光學(xué)，調(diào)制光全息術(shù)在各種光學(xué)系統(tǒng)校正畸變?nèi)缛搜刍虼髿庵?。最近研究表明，光可以通過強烈散射不透明材料集中在空間塑造的波陣面時發(fā)送。1968年，斯蒂芬·a·本頓博士在寶麗來研究實驗室發(fā)現(xiàn)彩虹全息過程使全息圖可見使用常見的白光，也被稱為“本頓全息圖”。

反射全息圖的最簡單形式是單光束或Denisyuk全息圖。到1962年Denisyuk已經(jīng)成功地生成全息圖，可以使用點光源的白光重播。

2 反射式全息照相原理

反射式全息圖與透射式全息圖區(qū)別，是以干版為分界線。如果物光“O”與參考光“R”從干版的同一側(cè)，是透射式全息圖；如果物光“O”與參考光“R”從干版的兩側(cè)入射，稱之為反射式全息圖，如圖1所示。

光源—He-Ne激光器（或半導(dǎo)體激光器），功率>30mW

K—曝光定時器 L—擴束鏡 H—光致聚合物 O—小物體

3 反射式全息實驗步驟

<1>將光源、曝光定時器、擴束鏡、干版、小物體調(diào)成同軸（等高）

<2>前后移動擴束鏡，擴束口徑稍微大于物體。（過大，光能損失掉；過小，物體照不全）。

<3>小物體盡量靠近干版，這樣物光反光強。

<4>光路排好后，檢查穩(wěn)定性，包括光具坐上的螺釘是否擰緊，磁座是否吸住等。

<5>裝上干版，藥膜面朝著小物體，裝好后，穩(wěn)定二分鐘（消除應(yīng)力）

<6>曝光時間根據(jù)光源功率的大小，物體反光的強弱選擇適當?shù)钠毓鈺r間（參考：若光源功率30mW、小物體是磁的或玻璃的，曝光時間大約在20-30秒左右）。曝光時，嚴禁大聲喧嘩和走動，嚴禁碰工作臺及動臺面上各種物品。

<7>曝光后，用蒸餾水、異丙醇進行處理。

4 沖洗過程

<1>曝光后的干版，取下后，放在蒸餾水里浸泡15-30秒，使曝光后的分子充分吸水，完全溶解干版中多余試劑，使折射率調(diào)制度達到最大值。

<2>取出放入濃度為40%的異丙醇中脫水1分中；

<3>取出放入濃度為60%的異丙醇中脫水1分中；

<4>取出放入濃度為80%的異丙醇中脫水15秒；

<5>取出放入濃度為100%的異丙醇中脫水60-80秒，以圖像清晰、明亮，顏色為淺紅或黃綠色為止。

<6>迅速取出，用熱吹風(fēng)機迅速將干版吹干，直到全息圖變成金黃色、清晰、明亮為止。（對反射式全息圖）

<7>對于一般全息圖，可不比封裝。但若要永久保存，還需要按下列方法進行封裝：用一塊與全息圖尺寸一樣大小的玻璃片，洗凈，擦干，覆蓋在全息圖乳膠面是哪個，用密封膠密封，在室溫固化后，即是一張永久保存的全息圖。（注：密封膠可采用天津生產(chǎn)的HY-914快干膠。）

5 攝影作品展示

如圖2所示。

6 明室全息照相優(yōu)點

1因為在有光的條件下攝影，光路好調(diào)節(jié)2操作步驟完全在明室下進行、操控性強。3割片可以在明室操作，簡潔4沖洗時，只用異丙醇一種試劑配比，操作簡單。5可以在明室下看見物體的三維影像，不需要紅光照射。6不足之處是片由于氧化作用只能顯示2小時左右，如果想再現(xiàn)需要重新沖洗。

7 結(jié)論

全息照相技術(shù)是一種記錄被攝物體反射波的振幅和位相等的全部信息的新型攝影技術(shù)。普通照相是記錄物體面上的光強分布，它不能記錄物體反射光的位相信息，因而失去了立體感。所以全息照相不僅記錄了物體上的反光強度，也記錄了位相信息。人眼直接去看這種感光底片，只能看到像指紋一樣的干涉條紋，但如果用激光去照射它，人眼透過底片就能看到原來被拍攝物體完全相同的三維立體像。一張全息照相圖片即使只剩下一小部分，依然可以重現(xiàn)全部景物。

參考文獻

[1]葉偉國，余國祥.大學(xué)物理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2012.

[2]趙慶春.光學(xué)全息攝影在技術(shù)領(lǐng)域中的一些應(yīng)用顯示文稿[J].影像科學(xué)與實踐，1994（03）：33-35.

作者單位

通化師范學(xué)院物理學(xué)院 吉林省通化市 134000