实验六全息干涉技术 二次曝光法测量微小形变 全息干涉术是人们在大量全息照片的拍摄实践中发现并发展起来的一门新的光学干涉 技术.1962年第一张激光全息照片成功地拍摄以后不久,美国以利思( EN Leith)为首的 全息研究小组偶然发现,当一张全息感光干板进行了二次重复曝光,而在这二次曝光之间, 被摄物又稍有移动,则摄得的全息照片的再现物像上将呈现出一些独特的干涉条纹簇.对 这些叠加于再现物像上的条纹进一步研究表明,它们带有被摄物体表面位移或变形的信息 根据这些条纹的疏密分布,可以定量地计算出物体表面各点位移的大小 目前全息干涉技术已被广泛应用于无损检测、微小形变或振动的检测、弹道和流场显 示、光学信息的存储和处理等领域,并有着广泛的发展前景 【实验目的】 1.了解二次曝光全息干涉术的原理、特点及应用 2.通过用二次曝光法测量悬臂梁弯曲变形. 【实验原理】 1.二次曝光全息干涉法 次曝光全息干涉法就是在同一片感光板上分别记 录同一物体变形前后的两张全息照片(全息图).先后二 曝光的唯一差别在于后一次曝光前该物体有了一个微 小的变形或移动,而全息防振台上的整个拍摄装置、元件 仍保持原状,故当在再现观察时,用再现光波照射这张经 过双重曝光后,又经过化学冲洗处理(显影、定影处理) 的全息照片时,在看到再现物像的同时,还会在像的表面 上看到由于物体的微小形变或位移而产生的干涉条纹.出 现这种形变干涉条纹的物理解释如图1所示.S为被照明 物体光波的波源,G为感光版上的任意点,设物点变形前 后位于Q1和Q2;形变所产生的物点实际位移是 图1二次曝光干涉的解释 QQ2=d,,所以,物光波由照明光波的波源发出后被Q1及Q2物点散射到G点,此二列散 射光波在G点的位相差为 N d (cos 0, +cos0,) 式中,O1是Q1Q2与SQ1间的夹角,O2是QQ2与QG间的夹角,λ是拍摄时激光的波长,实验六 全息干涉技术 ——二次曝光法测量微小形变 全息干涉术是人们在大量全息照片的拍摄实践中发现并发展起来的一门新的光学干涉 技术．1962 年第一张激光全息照片成功地拍摄以后不久，美国以利思（E.N.Leith）为首的 全息研究小组偶然发现，当一张全息感光干板进行了二次重复曝光，而在这二次曝光之间， 被摄物又稍有移动，则摄得的全息照片的再现物像上将呈现出一些独特的干涉条纹簇．对 这些叠加于再现物像上的条纹进一步研究表明，它们带有被摄物体表面位移或变形的信息， 根据这些条纹的疏密分布，可以定量地计算出物体表面各点位移的大小． 目前全息干涉技术已被广泛应用于无损检测、微小形变或振动的检测、弹道和流场显 示、光学信息的存储和处理等领域，并有着广泛的发展前景． 【实验目的】 1．了解二次曝光全息干涉术的原理、特点及应用； 2．通过用二次曝光法测量悬臂梁弯曲变形． 【实验原理】 H Σ1 Q1 Q2 G S dy 1 2 Σ2 图 1 二次曝光干涉的解释 1．二次曝光全息干涉法 二次曝光全息干涉法就是在同一片感光板上分别记 录同一物体变形前后的两张全息照片（全息图）．先后二 次曝光的唯一差别在于后一次曝光前该物体有了一个微 小的变形或移动，而全息防振台上的整个拍摄装置、元件 仍保持原状，故当在再现观察时，用再现光波照射这张经 过双重曝光后，又经过化学冲洗处理（显影、定影处理） 的全息照片时，在看到再现物像的同时，还会在像的表面 上看到由于物体的微小形变或位移而产生的干涉条纹．出 现这种形变干涉条纹的物理解释如图 1 所示．S为被照明 物体光波的波源，G为感光版上的任意点，设物点变形前、 后位于 Q1 和 Q2 ；形变所产生的物点实际位移是 QQ 21 = d y ，所以，物光波由照明光波的波源发出后被Q1及Q2物点散射到G点，此二列散 射光波在G点的位相差为 )cos(cos 2π Δ 1 θθ 2 λ ϕ = d y + （1） 式中，θ 1是 QQ 21 与SQ1 间的夹角，θ 2是Q Q21 与 1GQ 间的夹角，λ 是拍摄时激光的波长， - 37 -