全视差双向立体一步彩虹全息术.pdfVIP

第 16 卷 第 2 期 大 　学 　物 　理 　实 　验 Vol. 16 No. 2 2003 年 6 月出版 PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGE Jun. 2003 文章编号 :1007 - 2934 2003 02 - 0049 - 03 全视差双向立体一步彩虹全息术 戴 　薇 　向子贵 　武秀丽 广东商学院 ,广州 ,510320 摘 　要 　本文提出用二维光栅代替狭缝拍摄一步彩虹全息图的新方法 ,彩虹全息图再 现像真实感强 ,观察方向不受限制 。 关键词 　彩虹全息 ;全视差 ;二维光栅 中图分类号 :O438. 1 文献标识码 :A 1 　引言 彩虹全息的提出使全息图在防伪商标 、艺术摄影等方面的应用前进了一大步 。彩虹 全息图的拍摄是以损失垂直于狭缝方向的视差为代价的。由于用狭缝对物光波进行了限 制 ,使得全息图对再现光波的单色性要求降低 ,可在白光下再现 。白光由多个波长的光波 组成 ,不同波长的光其狭缝再现像的位置不同 ,因此形成彩虹再现像[1 ] 。为解决垂直视差 损失 ,提出了全视差二步彩虹全息[2 ] ,双向立体彩虹全息术[3 ] ,在拍摄方法上仍用二步法 拍摄 ,这会增加再现像的噪声 ,本文提出用一步的方法 ,拍摄可多个方向观察的立体彩虹 再现像 。方法简单 ,用时减少了再现像的光噪声 ,可使再现像明亮清晰 ,立体感强 。 2 　实验光路 全视差双向立体一步彩虹全息术拍摄光路如图 1 所示 。O 为被摄物体, L 为透镜, H 为全息干板, 置于物像所在位置, 正交光栅 G 紧贴 H , R 为参考光 。 彩虹全息图再现光路如图 2 所示 。用沿 R 的参考光照射全息图, 可在任何方向观 察到被摄物体的立体彩虹再现象 。 用功率为 1mw 的 He - Ne 激光器作拍摄光源 ,分束器将激光分成两束 ,一束经扩束后 照射被摄物 ,另一束经扩束后直接照射全息干板作参考光, 由物发出的光 O 经经透镜L 成像在全息干板 H 处, 正交光栅紧贴干板放置, 调节分束器, 使物光与参考光强度之比为 IO ∶IR 1 ∶7 , 选择好曝光时间, 干板经曝光 、暗室处理后, 得到全息图。 收稿 日期 :2002 - 12 - 30 —49 — 图 1 　光路图 图2 　再现光路 3 　理论分析 1 设物光为 U , 参考光为 U , 相遇后发生干涉, 干涉光场为 U U + U , 设正光栅 O R 1 0 R 的透过率 。 t t x t y t + t cos2 π t ′+ t ′cos2 π 0 1 fx 0 1 fy x , y 分别为光栅平面的坐标 。U1 通过正交光栅后的振幅分布为 π π U U t x t y U + U t + t cos2 fx t ′+ t ′cos2 f ′y 2 1 0 R 0 1 0 1 干板上记录的是 U2 的强度 : π π I U U U + U U + U t + t cos2 fx t ′+ t ′cos2 f ′y 2 2 O R O R 0 1 0 1 2 2 π π A + A + U U + U U t t ′ + t ′t cos2 fx + t t ′cos2 f ′y + O R R O R O 0 0 0 1 0 1 π π t t ′cos2 fx cos2 f ′y 1 1 经暗室处理后得到全息图, 其透过率为 : t t + β H H I 0 β β 对负片 0 , 正片 0 , β 2 2 π π t t + A + A + U U + U U t t ′+ t ′t cos2 fx + t t ′cos2 f ′y + H H O R R O R O 0 0 0 1 0 1 0 π π t t ′cos2 fx cos2 f ′y 1 1 再现时, 用白光 C U 照射全息图, 再现光波为 R β 2 2 π U U t U t + U A + A + U U + U U t t ′+ t ′t cos2 fx + 3 R H R H R O R R O R O 0 0 0 1 0 π π t t ′cos2 f ′y + t t ′cos2 fx 0 1 0 1 对正交光栅, 若有