全息照相实验的体会（精选2篇）
1.全息照相实验的体会 篇一
激光全息照相
摘要：全息的意义在于记录光波的全部信息。自从20世纪60年代激光出现以来，全息照相得到了全面的发展和广泛的应用。本文简述了全息照相的实验原理及实验技巧，并给出了其应用前景。
关键词：激光全息照相，原理，技巧，应用 引言
光是一种电磁波，它的全部信息包含：振幅(反映物体上各点发出的光的强弱，决定像的强度)，位相(反映物体上各点在空间的相对位置，决定像的形状)和频率(反映光的颜色)。普通照相只记录了振幅，得到的是二维平面像，而全息照相在记录振幅信息的同时还记录了位相信息，即记录了光波的全部信息。因而这种照相称为全息照相。全息照相得到的是三维空间的立体像，它所依据的基本原理通常概括为“干涉记录，衍射再现”。全息摄影技术的应用十分广泛，目前，已应用于精密测量、无损探伤、指纹识别、高速摄影、全息显微术、信息处理和信息储存等许多领域。1.全息照相术的起源
早在1948年．全息照相的奥秘由Denis Gabor所发现．它通过光的衍射使图象由平面变为立体．因而获得诺贝尔物理奖．1982年．美国加里福尼亚物理学家Steve Mc Grew开发了从玻璃版转移到镍薄片上的操作方法。使得全息图能够以高速而低成本地压印在塑料薄膜上成为可能．八十年代中，Steve Mc Grew遇到了英国John Brown．他们合伙在英国建立了欧洲光压印公司(Light Impressions Europe)。该公司在发展浮雕式全息照相工业起到了先锋作用．例如礼品业、时装业都采用了该公司的全息图标贴，作为市场促销的工具．1987年．该公司的乙烯基压敏胶全息图获得了促进应用全息图的Fasson奖． 2.实验原理及技巧
物体上各点发出的光（或反射的光）是电磁波，借助于它的频率、振幅和相位的不同，人们可以区分物体的颜色、明暗、形状和远近等。普通照相是通过透镜把物体成像在感光底片上，记录了物体的表面光强（光振动振幅的平方）的分布，所以记录的只是光信号的强度，得到的只是物体的一个平面相。所谓“全息照相”就是把物体上发出的光信号的全部信息—-振幅和相位记录下来，并能完全再现被摄物光波的全部信息，从而再现物体的立体图像。全息照相分为两个部分：用干涉法记录光波全息图，称波前纪录；用全息图把原光波波前再现，称波前再现。
为拍出一张满意的全息照片拍摄系统必须具备以下要求：（1）光源必须是相干光源。全息照相是根据光的干涉原理，因此要求光源必须具有很好的相干性。激光的出现，为全息照相提供了一个理想的光源。这是因为激光具有很好的空间相干性和时间相干性。参考光和物光的光程差的影响。参考光和物光的光程差不能太大，不能大于所用激光的相干长度，否则两者不能相干，无法在全息干板上获得干涉条纹。（2）全息照相系统要有稳定性，由于全息底片上记录的是干涉条纹，而且是又细又密的干涉条纹，所以在照相过程中极小的干扰都会引起干涉条纹的模糊，甚至使干涉条纹无法记录。比如，拍摄过程中若底片位移一个微米，则条纹就分辨不清，为此，要求全息实验台是防震的。全息台上的所有光学器件都用磁性材料牢固地固定在工作台面钢板上。另外，气流通过光路，声波干扰以及温度变化都会引起周围空气密度的变化。因此，在曝光时应该禁止大声喧哗，不能随意走动，保证整个实验室绝对安静。
（3）要有高分辨的记录介质，随夹角θ的增大，干涉条纹间距d将进一步减小，而普通照相感光底片的分辨率仅为每毫米100条，因此全息照相需要采用高分辨率的记录介质-全息感光片。这种感光片的分辨率可大于每毫米1000条，但感光敏感度不高，所需曝光时间比普通照相感光底片要长，而且它只对红光敏感，因此全息照相的全部操作过程都可在暗绿色灯光下进行。（4）曝光时间的影响。如果曝光时间太短，底 板上条纹太浅甚至没有，复杂的衍射光栅无法形成，当然也就无法再现像。若曝光时间太长，底板可能太黑，光线的透过率降低。另外，曝光时间越长，保持系统稳定性越难，曝光时间内突然的躁声和振动会使拍摄失败。（5)显影时间的影响。显影的程度是否适当对全息图质量影响很大。若显影时间太长，全息干板发黑，光线的透射率降低，无法再现像；而显影时间太短，干板上条纹不能出现，无法形成复杂的衍射光栅，甚至是一块透明玻璃片，也无法再现像。
3全息照相术的应用
激光全息术在防伪方向的应用．全息图的色彩是通过光衍射而获得而不是依靠油墨．所以它不可能用一般的摄影术来复制，因而要仿冒全息图标贴是极端困难的．利用全息图防止仿冒的应用．最早用于高级的防仿冒市场．例如银行的信用卡，以后逐渐延伸到电脑软件、药品、化妆晶、食品、饮料、时装、礼品等都利用全息图标贴作为防仿冒的有力武器，对产品的真伪起到鉴别的作用。
压力容器进行无损探伤一直是国内外石油、化工等行业研究的重要内容 ．将激光全息照相技术用于压力容器无损探伤，是一个很有应用价值的尝试．尽管压力容器试验规范上还没有要求采用这种技术．但随着激光全息照相技术在各个工业领域的广泛应用．采用先进的激光全息干涉技术对压力容器进行无损探伤，具有越来越重要的应用价值。
指纹识别。全息照相是快速、准确识别指纹特征的最有效的方法。它利用相关匹配滤波片把指纹信息转换成光强变化。被检指纹若与指纹库中某一指纹完全一致，则产生最大光强；若不一致，则挡去一部分光而减弱光强。全息照相系统与电子计算机处理系统相比，有以下优点：a无需事先画出指纹的视频波；b允许多个库存指纹和潜指纹同时进行比较；c以较简单的光学装置代替复杂的数学运算过程。
常规照相对物证的保密性较差，拍出的底片在可见光下是可以判读的；而全息底片必须通过相干光源，在特殊的光路下才能观察到底片的内容。因此，全息底片具有良好的保密性能。常规照相底片如果破损(如撕破、断开)，就无法进行补救，而全息底板即使破损，分开的底板仍包含全部信息。发布通辑令，就可以将已照好的全息底板分成多块，在各地同时发出，缩短寄送时间，加快通辑令的迅速传播。
常规显微照相为了提高显微镜的分辨本领，镜头的数值孔径尽量大一些，结果高分辨显微镜的景深必然很小，所以只能看到几乎是一个平面上的物，想看一个三维物体就要多次调焦；而全息显微镜对立体物做出全息图，然后通过全息图显现物的三维像，解决了一般显微镜中分辨本领与景深的矛盾。根据全息照相的原理，在记录物体和显示物体影像时，可以不采用透镜，避免了像差影响而达到很小的衍射极限。全息照相的视野只与记录材料的分辨本领和尺寸有关，因而可以获得更大的视野。如果在拍摄和显示时，采用不同波长的激光器，可以实现图像放大。由于波长的不同，衍射角不同，这等于将全息图作了相应调整。
信息贮存。一般全息图的记录介质是感光乳剂，它通过受光乳剂的黑度来记录振
3幅分布；同样也可以用铌酸锂单晶来记录。在lcm大小的这种单晶内，可以贮存1000幅全息图。这是因为在光的照射下，铌酸锂折射率的改变量正比于入射光强，而表现出的纯位相分布的多层性可以记录多层全息图的缘故，其记录的分辨本领可超过1600线／mm。可以证明，以全息图或傅立叶频谱的方式来贮存信息和恢复信息比用实像好。这种信息贮存方式也许就是人脑中贮存信息的方式，至少为研究这类问题提供了一个可能的模型。结束语
激光全息照相实验的成功率问题一直困扰着我们，本文就提出了一些改进的技巧。虽然说全息照相还有种种的缺点，比如防伪方向正经受着其他技术的很大冲击，因此我们要不断的改进技术，挖掘其潜能。全息照相的应用潜力是还是十分巨大的，在未来，这一新技术将会在工业、医学、国防、公共安全等各个领域全面展开，产生显著的社会效益和经济效益。参考文献
1.杨帆,杨宁.激光全息照相技术及其应用前景[J].中山大学学报,2008,25(2).2.代伟.全息照相实验技巧探讨[J].实验技术与管理.2007,24(8).3.大学物理实验教程(2-2).石油大学出版社.2008
2.全息照相实验的体会 篇二
当前, 多数的多媒体技术多是2维平面技术, 学生在观查时不够形象、直观, 学生不能直接从全方位各角度观查每个部分, 使得目前多媒体的技术在运动动生理实验教学中突显不足, 通过多个2维平面表现一个实验环节, 费时费力, 给教学带来很多不变, 在当前课改的前提下, 教学任务是在多课少时的条件下下完成的, 这就需要教师改变传统的教学方法, 使用心得多媒体技术来进行课堂教学。但是透光石要注意到, 教师与电脑的联系会不会分散学生的注意力, 教师要操作适度, 既要灵活多样的表现出好的教学效果, 又要克服多媒体技术在运动生理学的弊端。
二、交互式全息成像系统技术特点
交互式全息成像系统技术的产生填补了多媒体在有些内容不能直观反应这个缺点, 全息成像技术是利用光学显示系统和3D软件构架成的全新的可以带来强烈视觉体验的新型多媒体演示技术。在特定的情况下和特定的领域中, 某些实物和抽象的物体教师没有办法展示给学生, 在以往的教学中我们多用语言进行描绘, 学生只能通过教师的描绘得到信息, 而交互式全息成像系统技术则弥补了这一技术上的缺陷。交互式全息成像系统技术是在模型的基础上, 在视觉和听觉以及空间感觉等方面进行全息式成像。这种成像效果既直观, 又逼真。这种教学效果使学生充分领悟到现代科技带来的方便, 全息式成像系统技术已经成为了现代多媒体教学的主导技术, 它不单可以平面成像, 还可以单面物体成像, 同时还能不同角度、不同内容成像。
这些技术是语言描绘和模型技术无法比拟的, 教师应用全息式成像技术大大弥补了教学仪器的不足。
交互式全息成像系统技术特点和优势:
1) 在原有的基础上, 再造出立体的全方位的影像, 是科技和艺术的结合, 对于收藏和保存都极具价值。
2) 景物还原性, 逼真性, 立体感强, 形象可视, 在激光器的作用下可以在种实验内容的条件下展示, 实验效果高效而明显。
3) 全息投影是一项专利技术, 它不等同与佩戴眼镜的3D技术, 而是从不同的视角上利用投影设备把立体图像呈现在一种国外进口的全息膜上, 能够从各个角度观察到图像的各个方面, 从而真正达到立体成像。
交互式全息成像系统技术分为三种:
1) 空气投影和交互技术:这是一项来自于美国的新型技术, 它标志着显示技术已经进入了一个新的高度。它利用成像技术在气流中形成一种立体图像。这种技术与源海市蜃楼的原理颇为相似, 利用分子在震动时产生的不平衡产生的图像, 具有多层次性和立体感。
2) 激光束技术:是日本Science and Technology公司发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像, 这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时, 混合成的气体变成灼热的浆状物质, 并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的。
3) 360度幻影成像是一种将三维画面悬浮在实景的半空中成像, 营造了亦幻亦真的氛围, 效果奇特, 具有强烈的纵深感, 真假难辩。形成空中幻象中间可结合实物, 实现影像与实物的结合。也可配加触摸屏实现与观众的互动。适合表现细节或内部结构较丰富的个体物品, 不同于平面银幕投影仅仅在二维表面通过透视、阴影等效果实现立体感, 全息投影技术是真正呈现3D的影像, 可以从360°的任何角度观看影像的不同侧面。给学生们感觉是完全立体的。
三、结论
在生理实验教学课堂中, 教学改革是势在必行的。应用多媒体技术是大势所趋, 把生理实验与现代科学技术相结合, 把现代科学技术与生理实验充分发展是两全其美的事情。
在科学技术的日新月异的今天, 多媒体技术不断的在运动生理教学过程中提升实验水平及效果, 同时也充分证明了多媒体技术应用到运动生理学实验教学中, 在提高实验效果的可信度加大学生实验的力度吗, 丰富实验的信息量, 扩展单位时间的教学效果增强运动实验教学的机动性、广泛性、实验性, 创设和谐的、生动的、直观的课堂氛围。
多媒体技术及其交互式全息成像系统起着不可替代的作用。交互式全息成像系统在技术上可以直观的反应多媒体技术在教学中的优势, 在生理实践教学中可以广泛的应用, 但同时我们应该看到这项技术对生理实验教学的教室要求较高, 教师不仅要掌握多媒体技术, 更要对交互式全息成像系统全方位的掌握, 这样才能事半功倍。
平面技术在多媒体教学中存在诸多不利, 交互式全息成像系统技术的产生及在运动生理教学中的应用进一步将目前的多媒体技术在运动生理教学推向一个新台阶, 让学生在一个全方位的立体空间观察实验内容, 使学生在实验过程中更加直接、形象的体会所学的内容。现代教育技术与传统教学模式二者相互依存, 相互统一, 更有效的实现课堂的教学效果增强学生的学习体验, 很好的完成课堂的教学任务。
摘要：在运动生理学实验教学中应用多媒体技术, 已经成为主流趋势目前的多媒体技术种类较为丰富, 之所以用之广泛, 是因为通过多媒一方面可以帮助教师更好地完成教学任务, 实现课堂教学的全员性、多信息和高效率, 另一方面运动生理学实验是联系课堂理论教学的桥梁, 是理论与实践相结合的重要环节, 其意义在于通过实验使学生不仅理解和掌握运动生理学的理论知识, 而且学会分析和运用实验数据来指导体育运动和教育实践, 同时能培养学生的综合能力, 可以有效地调动学生的学习兴趣, 提高学习效率。目前, 由于招生人数的增加, 各高校大都面临着实验设施不足、实验经费紧张的局面, 交互式全息成像系统技术的出现使得多媒体教学手段、水平再上一个新高度, 发生了质的改变。
关键词：多媒体技术,运动生理学实验,交互式全息成像系统技术
参考文献
[1]孔晓霞, 李琳, 陈宝琅.生理学实验课教学改革[J].中国高等医学教育, 2002.
[2]邓重一.多媒体技术在大学实验教学中的优势与存在的问题及解决对策.现代教育技术[J].2005.