全息照相发展到现在可分为四个阶段:第一阶段是用水银灯记录同轴全息图,这时是全息照相的萌芽时期,主要原因是没有好的相干光源,再现像和共轭像不能分离；第二阶段是用激光记录、激光再现的全息照相,能够把原始像和共轭像分离；第三阶段是激光记录、白光再现的全息照相,主要有透射全息、反射全息、彩虹全息等；第四阶段是当前所致力的方向,就是白光记录全息图。

尽管全息种类很多，但记录均是利用物光波和参考光波发生干涉时，在全息图附近的空间形成三维条纹。当薄膜厚度小于干涉条纹间距时，我们就把记录的全息图完全作为一种二维图像来处理，这种类型的全息图称之为平面全息图；而当记录材料的厚度是条纹间距若干倍时，则在记录材料体积内将记录下干涉条纹的空间三维分布，这样就形成体积全息（体全息）。

实验原理

体积全息图对于照明光波的衍射作用如同三维光栅的衍射一样。按物光和参考光入射方向和再现方式的不同，体积全息可分为两种。一种是当物光和参考光在记录介质的同一侧入射，得到透射全息图，再现时由照明光的透射光成像。另一种是物光和参考光从记录介质的两侧入射，得到反射体积全息图，再现时由照明光的反射光成像。

体积全息照相记录过程中也是利用物光和参考光的相干光束进行叠加。现以反射式全息为例说明。物光和参考光分别从记录介质的两侧入射，两束光之间的夹角接近于180°。因而，在全息记录介质内可建立起驻波，这样形成的干涉条纹接行于记录介质的表面。这些干涉条纹实际上是一些平面，垂直于光波传播方向，即形成了三维分布的空间立体光栅。用图1可以说明干涉条纹的形成。参考光和物光以接近180°的夹角入射到干板的乳胶层上。为简便分析，假设参考光和物光均为平面波且与乳胶面的法线构成相同的倾角。从图中可以看到，一系列相继等相位波前穿过乳胶层，两列波的波阵面相交的轨迹为一平面，在这个平面上均为干涉最大。干板的乳胶层被曝光后，经过处理，原物光的全部信息就被记录在这些 

 图1

复杂的干涉条纹层上，当用一束参考平面波（某一角度）照射处理好的全息图时，通过这些布喇格平面的局部反射作用就可以再现出一束原始物波，即再现出物体的原始信息。当照明光是白光时，白光中只有和记录时波长相等的光满足布喇格衍射条件，其余的光只能透过乳胶层或部分被吸收。此时三维光栅的衍射等效于各乳胶层反射光束的相干迭加,只有入射光线与乳胶层的夹角和波长λ满足布喇格公式2dsin= λ时才存在干涉极大,而且相对于乳胶层而言,干涉极大的方向正好是入射光经乳胶层反射后的方向。不难发现这时干涉极大的方向正好是制作全息片时物光束的方向。因此在反射方向上, 得到的正是重建的物光束, 在此方向可以看到原物的三维虚像。由于三维光栅衍射的这种波长选择性,我们不必用原来的参考光作为再照光,而可以用白光照射重建原来的物光波,如图(2) 所示。如果把图(2)中的乳胶面转过180°可以得到三维实像,如图(3) 所示。在实际显影、脱水、干燥的过程中，乳胶会发生收缩，乳胶层平面间距会缩小，因而再显像的色彩会向短波方向移动。

 图2图3

实验仪器

1.激光器（40mw）1台  2.定时器  1台  3.扩束镜    1个

4.干板架   1个        5.载物台  1个  6.小物体    1个

7. 白板或毛玻璃   1块        8.二维调整架1个  9.通用底座   4个

红敏光致聚合物全息干板性能指标

RSP-1型红敏光致聚合物全息干板是一种位相型记录介质，它不同于银盐干板，属于有机聚合的非银盐感光材料。它的性能有以下几个指标：

1、对波长λ＝632.8nm、7.1nm的红光敏感。

2、衍射效率高，＞80％。

3、感光灵敏度5～10mJ/cm2

4、折射率调制度Δn＝0.00

5、分辨率，>4000条/mm

6、光谱吸收曲线（如图4所示）

图4                                       图5

该干板吸收谱线对红光部分存在峰值，在可见光区蓝绿光吸收很小。

7、干板厚度d＝25μ

（四）实验步骤：

（1）.按图5的光路布置光学元件, 调节光学元件的螺钉, 使通光中心基本等高.

（2）.放置干板处用白板代替,调节扩束镜的位置，使扩束后的光束均匀照在白板上,调整物体,使反射光束能够完全照在白板上。

（3）.曝光　调好光路后,打开曝光定时器,选择预定的曝光时间(按底版特性要求和激光强度选定曝光量) ,选定合适的曝光时间（实验室给参考值）, 让曝光定时器遮光, 取下底版夹上的白板,装上底版(乳胶面面向物体) ,稳定1分钟后,打开曝光定时器,进行曝光。待光开关自动关闭后,取下底版后，进行下面的脱水、干燥等过程。

（4）.曝光后干板的处理方法

1）在蒸馏水中静置10～30秒。

2）在浓度为40%的异丙醇中脱水60秒。

3）在浓度为60%的异丙醇中脱水60秒。

4）在浓度为80%的异丙醇中脱水15秒。

5）在浓度为100%的异丙醇中脱水，直至出现清晰、明亮的红色或黄绿色图像为止。

6）取出干板，迅速用吹风机快速吹干直到全息图重现像变为金黄色清晰、明亮图像为止（对反射全息图）。

7）封装：用干净的玻璃片（比如洗净的废干板）覆盖全息干板感光层面，再用市售密封胶（如天津生产的双组分HY－914快干胶）密封，室温固化后即得一块永久性保存的全息图或全息工艺品。下载本文