两次曝光全息摄影的实验研究*

潘志峰，刘保良，刁振琦，李云涛，饶凤飞，张建民，陈长青，唐伟跃

(郑州大学物理工程学院，河南 郑州 450052)

普通照相是把物体通过几何光学成像方法记录在底片上，每个物点转换成相应的一个像点，得到的仅仅是物的亮度(或强度)分布。由于丢失了光波的相位，因此丢失了物体的三维信息。全息照相也是一种照相过程，但在概念上却与普通照相根本不同。全息照相不仅是记录物体的强度分布，而且要记录下传播到记录平面的完整的物光波场，这就意味着既要记录振幅也要记录相位。为了记录光波场各部分之间的相位，人们在物波场中引入一个参考光波，使其与物光波在记录平面上发生干涉，从而将物光波的相位分布转换成了记录在照相底片上的光强分布。通过激光全息技术，能够记录下物体的全部光学信息，并可以逼真地再现物体在三维空间中的真实景象［1～3］。

全息照相技术已非常普及，利用光纤进行两次曝光的研究已有报道［4］。但到目前为止，在一张全息干板上，利用普通光路，调整干板角度，两次曝光、拍摄同一物体，再现时调整干板角度即可实现两次再现的研究，尚未见报道。本文尝试调整干板角度，进行二次曝光的全息摄影。摆好光路，第一次曝光后，调整干板约15°然后进行第二次曝光，得到两个全息图，并再现。实现了一张全息干板上记录更多的信息。

作者采用He－Ne激光做光源，利用全息台，两次曝光，成功地拍出了两次曝光的全息图。再现时，调整干板角度，可以清楚地看到两次被摄物体清晰的影像。

1 实验装置

全息实验台，He－Ne激光器(输出功率:8mW)，分束镜，反射镜，扩束镜，载物平台，全息干板，显影液(D19)，定影液(F5)。全息光路图如图1－a，b所示。

S:激光光源，N:分束镜，M1、M2:反射镜，H:全息干板，O:被摄物体参物光强比:1.5:1，参物角:30°，曝光时间:6s。调整全息干板角度15°后，参物比、参物角和曝光时间均不变。显影时间:120s，定影时间300s。

2 实验结果

调整干板15°前后的全息图见图2、图3。

3 实验讨论

1)第二次曝光产生的全息图不够清晰，原因在于调整干板角度和改变被拍物体位置后，间歇时间过短，全息台不够稳定所造成;也可能是改变干板角度后，由于激光光源相干长度有限所造成。有待于进行进一步的研究。

2)两次曝光全息可以得到两个全息图，那么三次、四次乃至更多能否实现?有待于进一步实验研究。

［1］王仕幡.信息光学理论与应用［M］.北京:北京邮电大学出版社，1998.

［2］张薇.用Y型多模光纤束拍摄半导体激光散斑全息图［J］.华东船舶工业学院学报，2000:14(5):92－94.

［3］陈勇，刘东辉.全息照相及其应用［J］.塔里木农垦大学学报，2002:4(2):18－26.

［4］冀勇，唐伟跃，陈香才，等.光纤全息两次成像的实验研究［J］.激光杂志，2007:18(2):10.