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1、全息光栅的制备与研究摘 要光栅也称衍射光栅。是利用多缝衍射原理使光发生色散(分解为光谱)的光学元件。它是一块刻有大量平行等宽、等距狭缝(刻线)的平面玻璃或金属片。光栅的狭缝数量很大，一般每毫米几十至几千条。单色平行光通过光栅每个缝的衍射和各缝间的干涉，形成暗条纹很宽、明条纹很细的图样，这些锐细而明亮的条纹称作谱线。谱线的位置随波长而异，当复色光通过光栅后，不同波长的谱线在不同的位置出现而形成光谱。光通过光栅形成光谱是单缝衍射和多缝干涉的共同结果。 衍射光栅在屏幕上产生的光谱线的位置，可用式（a+b)(sin sin) = k表示。式中a代表狭缝宽度，b代表狭缝间距，为衍射角，为光的入射方向与光
2、栅平面法线之间的夹角，k为明条纹光谱级数（k=0，1，2），为波长，a+b称作光栅常数。用此式可以计算光波波长。光栅产生的条纹的特点是：明条纹很亮很窄，相邻明纹间的暗区很宽，衍射图样十分清晰。因而利用光栅衍射可以精确地测定波长。衍射光栅的分辨本领R=l/Dl=kN。其中N为狭缝数，狭缝数越多明条纹越亮、越细，光栅分辨本领就越高。增大缝数N提高分辨本领是光栅技术中的重要课题。 最早的光栅是1821年由德国科学家J.夫琅和费用细金属丝密排地绕在两平行细螺丝上制成的。因形如栅栏，故名为“光栅”。现代光栅是用精密的刻划机在玻璃或金属片上刻划而成的。光栅是光栅摄谱仪的核心组成部分，其种类很多。按所用光是
3、透射还是反射分为透射光栅、反射光栅。反射光栅使用较为广泛；按其形状又分为平面光栅和凹面光栅。此外还有全息光栅、正交光栅、相光栅、炫耀光栅、阶梯光栅等。关键词： 光栅，衍射，摄谱仪，全息技术Research of Preparation and study of holographic gratingAbstractAlso known as the diffraction grating grating. Is the use of multiple slit diffraction principle to make the light dispersion ( decomposition
4、spectrum ) of optical components. It is carved into a substantially parallel, equidistant slit width ( line) of the plane glass or metal. Grating slit number is large, general every mm of tens to thousands of. Parallel optical light passing through each stitch diffraction and interference between th
5、e joints, forming dark streaks very broad, bright fringe is very fine drawings, these sharp thin and bright stripes called spectral line. Spectral line wavelength varies with the position, when the polychromatic light with different wavelengths through the grating, spertal lines in different positio
6、n of form a spectrum. Light passes through the grating formation spectrum is the single slit diffraction and multiple slit interference joint outcome.Diffraction gratings generated on the screen of the spectral line position, available type (a+b ) ( sin P + sin theta ) = k L. Type in a represents th
7、e slit width, B stands for slit spacing, for the diffraction angle, theta is a direction of incidence of the light and the angle between the plane of the grating normal, K bright fringes spectral series （k=0，1，2） For the wavelength, lambda, a+b called grating constant. This type can be used to calcu
8、late the wavelength. Raster stripes feature is: bright fringe is very bright very narrow, dark areas between adjacent fringe is very wide, the diffraction pattern is very clear. The use of grating diffraction can be precisely measured wavelength. The diffraction grating resolution R = L / Dl = kN. W
9、here N is the number of the slit, slit number more bright stripe brighter, more detailed, grating resolution is higher. Growth of slit number N increasing resolution is an important topic in the grating technology.The earliest of the grating is in 1821 by the German scientist J Fraunhofer cost fine
10、metal wire close-packed around in two parallel fine screw. Due to shape such as a fence, named for the grating. Modern grating is used in precision cutting machine of glass or metal on characterizations and become. Grating spectrograph core components, its many types. According to the light transmis
11、sion or reflection for transmission grating, grating reflector. Reflection grating is used widely; according to its shape and is divided into the plane of the grating and the concave grating. In addition to the holographic grating, orthogonal grating, phase grating, blazed grating, echelle grating a
12、nd so on.Key Words：Grating, diffraction, spectrograph, holographic technology 目 录MUDANJING NORMAL UNIVERSITY11 绪 论12 研究的地位和作用22.1 什么是光栅22.2 市面上常用光栅的种类及作用22.2.1 点阵式全像立体光栅22.2.2 柱镜光栅22.2.3 光栅的分类32.3 合格与劣质膜材光栅的简易鉴别方法33 全息光栅的制备43.1 利用迈克耳孙干涉仪制作全息光栅43.1.1一维光栅的制作43.1.2一维光栅制作过程43.1.3一维光栅制作原理53.1.4二维光栅制作原理、过
13、程63.2 全息光栅的实验室制备63.2.1实验设计思想73.2.2内容要求及实验器材73.2.3常见问题分析73.2.4光栅的制备84 参数的测定94.1 全息光栅的参数测定95 全息光栅制作光路的比较研究106结论13参考文献14致 谢151 绪 论全息光栅就是利用全息照相技术制作的光栅。光全息技术，主要是利用光相干迭加原理，简单讲就是通过对复数项（时间项）的调整，使两束光波列的峰值迭加，峰谷迭加，达到相干场具有较高的对比度的技术。全息光栅在教学科研以及计量技术中的应用已很广泛。要获得普通规格的全息光栅，在一般实验室已能制作。目前在教学中，一般仅把它作为衍射光栅来讨论，即只用来观察衍射光谱
14、，内容较单一。学生对全息光栅的内部构造和他的重要作用不甚了解，特别是对用于近些年来光学的发展及应用过程中所涉及到的，如分光技术、计量技术以及信息光学处理等新内容很难接触到，所以，学生对全息光栅了解的知识面是很窄的。实际上全息光栅的几何效应和衍射效用的内容是比较丰富的，可在基本内容方面开发实验，以弥补不足。2 研究的地位和作用2.1 什么是光栅光栅是结合数码科技与传统印刷的技术，能在特制的胶片上显现不同的特殊效果。在平面上展示栩栩如生的立体世界，电影般的流畅动画片段，匪夷所思的幻变效果。光栅是一张由条状透镜组成的薄片，当我们从镜头的一边看过去，将看到在薄片另一面上的一条很细的线条上的图像，而这条
15、线的位置则由观察角度来决定。如果我们将这数幅在不同线条上的图像，对应于每个透镜的宽度，分别按顺序分行排列印刷在光栅薄片的背面上，当我们从不同角度通过透镜观察，将看到不同的图像。2.2 市面上常用光栅的种类及作用2.2.1 点阵式全像立体光栅这是一种新型的立体表现方式，（也叫矩阵立体光栅）它的材料、观看、制作不同于柱镜立体光栅材料和狭缝立体光栅材料，制作出来的图象可以从上下、左右看。科技含量相当高，目前美国、日本、台湾有这项全套技术，主要应用于防伪，还应用到显示屏，在不久的未来电视立体也会进入我们的家庭。 由于点阵式全像立体光栅成像技术复杂，装置成本与制作成本高，仿冒难度大，近期还难以广泛使用，预计在以下领域应用较好： 精品与贵重文物立体展示。 知名大企业、跨国公司集团形象展示，高档立体广告灯箱展示。 名人、影视明星、明模大幅立体相片摄制。 高档名牌产品防伪印刷包装、标签。2.2.2 柱镜光栅表面有槽； 1、膜材：没有介质，必须粘在有机板、玻璃上；玻璃又有不同的厚度，越厚，立体效果越明显。 1）PET水晶模材：比PET膜材厚一些，一面光滑，一面发涉。 2）PET模材：比较溥；两面发涉。 2、 片材：厚度超过2.5mm称为片材.低于2.5mm的称为薄膜. 3、 板材：本身就有介质，不需要再加介质，价格
