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在全息照相实验中,扩束镜一侧的镜片部分损坏到底会对相片效果产生怎样的影响?

2014-09-20科学

从全息的原理来看,这种破碎是否造成影响,应该是看:它对参考光产生了多大的影响。

可以简单分析如下:

全息是试图把物光的完整波前信息记录下来的过程,包括振幅和相位。这是通过物光与参考光的干涉,并将干涉光强曝光到干板上实现的。用R表示参考光,O表示物光,则干涉光强是

I=|R+O|^2=|R|^2+|O|^2+R^*O+RO^*

曝光是把这个光强写到一个干板上,使干板的透射能力被这个光强所调制:

T=\beta I

一般要求必须是线性冲洗,也就是beta是常数(与光强无关)。

这样当我们再次用参考光照射这个干板时,就会看到透射光为:

X=RT=\beta (|R|^2+|O|^2)R + \beta |R|^2O+\beta R^2O^*

上面的式子把结果写成了3项,通常叫做0级光、1级光、-1级光。

0级基本上是参考光原方向传输,1级就是我们要观察的全息成像,-1级是共轭像。1和-1级都是光栅衍射。

所以我们关心的是1级光\beta |R|^2O 。它恰好是原始的物光乘上一堆东西。显然,如果我们想要看到非常好的全息还原,必须要求beta和|R|是常数,也就是它们对物光没有影响。

如果你的参考光因为镜子的原因出现了较大变化,不再是平面波或者傍轴球面波,那有可能会出问题。你们老师说没有问题,可能是比较肯定,破碎的部分并不足以影响参考光。不过如果你光路恰好就打在破碎部分,那应该影响较大。

全息成像失败可能有挺多原因,比如曝光过程中光路出现振动,则干板的干涉图案就模糊了,就可能看不到东西。激光的相干长度是否大于两路光光程差、曝光时间是否适当、冲洗是不是线性的,都会有影响。