图1全息片记录光路 设Xy平面为干涉场中照相底版所在平面物光波O和参考光波R均为平面波令 OC, Y)=Oo(X, Yexp/i pok, Y)/ R(X, Y)=Ro(X, Yexp/i pRA, Y/ 根据叠加原理底版上的总场为 U(, Y=O(, Y+R, Y) =Oexp[中o(X,7+Rexl中Ax,Y (3) 到达它们在底版上的光强是它们合振幅的平方,即 I(X,Y=U(r,Y U, Y =(O0+Ro)+ Oo Roexpli( t0-pR)+OoRoexpl-i( pr pR/ 式中O02,R2分别是物光波与参考光波各自独立照射底版时的光强度第三、四项为物光与参 考光之间的相干项。它们把物光的位相信息转化成不同光强的干涉条纹记录在干涉场中照相 底版上。 可见,底版记录下来的干涉条纹光强分布包含了物光波在底版上各点的振幅和位相,因 为底版上某点的光强是到达该点的参考光波与到达该点的整个物光波干涉的结果。物体上不 同点由不同方向射到该点的物光都对该点的光强有贡献,这一点与普通照相底版上的点与物 点一一对应不同。全息照片底版上的任何一小部分都记录着所有物点的信息,因此,通过全 息照片的一块碎片也能看到整个物体的像。 2.全息照相再现过程 曝光后的底版经过显影与定影后,得到透光率各处不同(由曝光时间及光强分布决定)的 全息片,考虑振幅透射率T(=透射光的复振幅/入射光的复振幅)是曝光量的函数,选择合适 的曝光量及冲洗条件,可以使得T与曝光时的光强之间为线性关系 70+KO0+R0)+ KOoRoexp[(中0-中)+ KOoRoexp/-(ψpp(5) 式中T为未曝光部分的透射率,K为小于1的比例系数,它们均为常量 当以原参考光为再现光入射全息照片时,透射光波应是 U(, Y=R(, yT,Y [To+k(002+Ro) Roexp(i pR)+KOoRo exp(i pol + KOoRo'exp/-i(中0-2中 上式表明,透射光包含三部分 第一项/+K1O02+R0) Roexp()是按一定比例重建的参考光,沿原来方向传播,即光 栅的零级衍射 第二项 KOoRo expψ与物光振动方程完全一样,只不过振幅乘了一个系数;这便是按 定比例重建的物光波,相当于一级衍射波。根据基尔霍夫衍射原理,这一场分布决定了全息 图后面的衍射空间有一个与原始物光波振幅和位相的相对分布完全相同的衍射波。正是这 光波形成了与物体完全逼真的三维立体图像,从不同的角度去观察,能看到原被遮住的侧面。 第三项 KOoRo exp-i(如-2中R)与物光波的共扼光波有关,它是因衍射而产生的另一个 级衍射波,称为孪生波,它在有些情况下会形成一个发生畸变的,并且在观察者看来物体 的前后关系与实物相反的实像。 全息照相具有多次记录性,用几束不同方向的参考光可以在同一张底版上分别记录几个 不同的物体,用相应方向的参考光可以分别再现各自独立、互不干涉的图像。如果一个物体 的形状随时间发生变化,那么若在同一张全息干版上相继进行两次重复曝光,再现时,前后 两个全息图同时再现,并且两个像的再现光之间会因干涉而形成干涉条纹。根据干涉条纹的2 图 1 全息片记录光路 设 X-Y 平面为干涉场中照相底版所在平面,物光波 O 和参考光波 R 均为平面波,令: O(X,Y)= O0(X,Y)exp[iψ0(X,Y)] (1) R(X,Y)= R0(X,Y)exp[iψR(X,Y)] (2) 根据叠加原理,底版上的总场为: U(X,Y)= O(X,Y)+R(X,Y) = O0exp[iψ0(X,Y)]+ R0exp[iψR(X,Y)] (3) 到达它们在底版上的光强是它们合振幅的平方,即: I(X,Y)=U * (X,Y) U(X,Y) =( O0 2+R0 2 )+ O0R0exp[i(ψ0-ψR)]+ O0ROexp[-i(ψ0-ψR)] (4) 式中 O0 2 ,R0 2 分别是物光波与参考光波各自独立照射底版时的光强度;第三、四项为物光与参 考光之间的相干项。它们把物光的位相信息转化成不同光强的干涉条纹记录在干涉场中照相 底版上。 可见，底版记录下来的干涉条纹光强分布包含了物光波在底版上各点的振幅和位相，因 为底版上某点的光强是到达该点的参考光波与到达该点的整个物光波干涉的结果。物体上不 同点由不同方向射到该点的物光都对该点的光强有贡献，这一点与普通照相底版上的点与物 点一一对应不同。全息照片底版上的任何一小部分都记录着所有物点的信息，因此，通过全 息照片的一块碎片也能看到整个物体的像。 2．全息照相再现过程 曝光后的底版经过显影与定影后，得到透光率各处不同(由曝光时间及光强分布决定)的 全息片，考虑振幅透射率 T(＝透射光的复振幅／入射光的复振幅)是曝光量的函数，选择合适 的曝光量及冲洗条件，可以使得 T 与曝光时的光强 I 之间为线性关系: T(X,Y)=T0+KI = T0+K(O0 2+R0 2 )+KO0ROexp[i(ψ0-ψR)]+KO0ROexp[-i(ψ0-ψR)] (5) 式中 T0 为未曝光部分的透射率，K 为小于 1 的比例系数，它们均为常量。 当以原参考光为再现光入射全息照片时，透射光波应是： U’(X,Y)=R(X,Y)T(X,Y) =[T0+K(O0 2+R0 2 )]ROexp(iψR)+KO0RO 2 exp(iψ0) + KO0RO 2 exp[-i(ψ0-2ψR)] (6) 上式表明，透射光包含三部分： 第一项[T0+K(O0 2+R0 2 )]R0exp(iψR)是按一定比例重建的参考光，沿原来方向传播，即光 栅的零级衍射。 第二项 KO0RO 2 exp(iψ0)与物光振动方程完全一样,只不过振幅乘了一个系数；这便是按一 定比例重建的物光波，相当于一级衍射波。根据基尔霍夫衍射原理，这一场分布决定了全息 图后面的衍射空间有一个与原始物光波振幅和位相的相对分布完全相同的衍射波。正是这一 光波形成了与物体完全逼真的三维立体图像，从不同的角度去观察，能看到原被遮住的侧面。 第三项 KO0RO 2 exp[-i(ψ0-2ψR）]与物光波的共扼光波有关，它是因衍射而产生的另一个 一级衍射波，称为孪生波，它在有些情况下会形成一个发生畸变的，并且在观察者看来物体 的前后关系与实物相反的实像。 全息照相具有多次记录性，用几束不同方向的参考光可以在同一张底版上分别记录几个 不同的物体，用相应方向的参考光可以分别再现各自独立、互不干涉的图像。如果一个物体 的形状随时间发生变化，那么若在同一张全息干版上相继进行两次重复曝光，再现时，前后 两个全息图同时再现，并且两个像的再现光之间会因干涉而形成干涉条纹。根据干涉条纹的