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在全像照相實驗中,擴束鏡一側的鏡片部份損壞到底會對相片效果產生怎樣的影響?

2014-09-20科學

從全像的原理來看,這種破碎是否造成影響,應該是看:它對參考光產生了多大的影響。

可以簡單分析如下:

全像是試圖把物光的完整波前資訊記錄下來的過程,包括振幅和相位。這是透過物光與參考光的幹涉,並將幹涉光強曝光到幹板上實作的。用R表示參考光,O表示物光,則幹涉光強是

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

曝光是把這個光強寫到一個幹板上,使幹板的透射能力被這個光強所調制:

T=\beta I

一般要求必須是線性沖洗,也就是beta是常數(與光強無關)。

這樣當我們再次用參考光照射這個幹板時,就會看到透射光為:

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

上面的式子把結果寫成了3項,通常叫做0級光、1級光、-1級光。

0級基本上是參考光原方向傳輸,1級就是我們要觀察的全像成像,-1級是共軛像。1和-1級都是光柵繞射。

所以我們關心的是1級光\beta |R|^2O 。它恰好是原始的物光乘上一堆東西。顯然,如果我們想要看到非常好的全像還原,必須要求beta和|R|是常數,也就是它們對物光沒有影響。

如果你的參考光因為鏡子的原因出現了較大變化,不再是平面波或者傍軸球面波,那有可能會出問題。你們老師說沒有問題,可能是比較肯定,破碎的部份並不足以影響參考光。不過如果你光路恰好就打在破碎部份,那應該影響較大。

全像成像失敗可能有挺多原因,比如曝光過程中光路出現振動,則幹板的幹涉圖案就模糊了,就可能看不到東西。激光的相幹長度是否大於兩路光光程差、曝光時間是否適當、沖洗是不是線性的,都會有影響。