《2018－2019学年鲁科版选修3-45.4 激光与全息照相 课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018－2019学年鲁科版选修3-45.4 激光与全息照相 课件（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第4节节 激光与全息照相激光与全息照相激光的产生1、光的产生：原子获得能量后处于不稳定状态，会以光子 的形式向外发射能量，这个能量就是光。2、自发发射：一般光源自发地发出光，所发出的光频率 不一、相差不稳定、方向不同。这种是自然 光，即普通光。3、受激发射：原子受到外来光子的激发，会发射出与这个 外来光子“四同”（同频率、同相差、同偏 振、同传播方向）的光，这种就是激光。2. 激光的产生：1. 物体发光的微观机理： 物质中的原子受到激发以后，原子能量增物质中的原子受到激发以后，原子能量增加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向加，处于不稳定状态，要向低能态跃迁。在向低能态跃迁的过程中，会发出
2、光。低能态跃迁的过程中，会发出光。 某些物质的原子中的粒子受光或电刺激，某些物质的原子中的粒子受光或电刺激，使低能级的原子变成高能级原子，在向低能态使低能级的原子变成高能级原子，在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光，这种光叫作激光。光，这种光叫作激光。一。激光的产生机理3. 激光器的种类A. 气体激光器气体激光器: :最常见的是氦氖激光器最常见的是氦氖激光器, ,另一种典另一种典型代表是氩离子激光器型代表是氩离子激光器 B.B.固体激光器固体激光器: :红宝石激光器红宝石激光器, ,钇铝石榴石激光器钇铝石榴石激光器 C. C. 液体、化学
3、和半导体激光器液体、化学和半导体激光器D D.“.“隐身隐身”和和“变色变色”激光器激光器: :二氧化碳激光器，二氧化碳激光器，可称可称“隐身人隐身人”，因为它发出的激光波长为，因为它发出的激光波长为10.610.6微米，微米，“身身”处红外区，肉眼不能觉察处红外区，肉眼不能觉察; ; 确实能变色确实能变色, ,只要转动一个激光器上的旋钮，就只要转动一个激光器上的旋钮，就可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜可以获得红、橙、黄、绿、青、蓝、紫各种颜色的激光。色的激光。 激光的特点及其应用激光的特点及其应用特点特点(与普通光与普通光)相干性相干性好好平行度平行度好好亮度高亮度高特点内容特点内容
4、频率单一，相差恒定，易发生干频率单一，相差恒定，易发生干涉现象，可像无线电波一样调制。涉现象，可像无线电波一样调制。激光的方向性非常好，是一束激光的方向性非常好，是一束几乎不发散的平行光，可以会几乎不发散的平行光，可以会聚到很小的点上。聚到很小的点上。激光能在很小的空间、很短的激光能在很小的空间、很短的时间内集中很大的能量时间内集中很大的能量应用应用光纤通信光纤通信光的干涉光的干涉激光全息照相激光全息照相测距和跟踪目标测距和跟踪目标DVD、CD唱片、唱片、计算机光盘计算机光盘“光刀光刀”激发核反应激发核反应二。激光的特性及应用1.相干性应用：相干性应用：光纤通讯、激光全息技术光纤通讯、激光全息
5、技术2.平行度好：平行度好：测距、测速（激光雷达测速）测距、测速（激光雷达测速） 信息存储和阅读（信息存储和阅读（DVDDVD、CDCD唱唱 机、计算机光盘机、计算机光盘3.亮度高：亮度高：工业切割、焊接；工业切割、焊接； 医学医学“光刀光刀”、焊接。、焊接。 利用强激光产生的高压引发核聚变。利用强激光产生的高压引发核聚变。形形色色的激光武器形形色色的激光武器1）激光枪全息照相的基本原理全息照相的基本原理全息照相概述“全息”是指物体发出的光波的全部信息：既包括振幅或强度，也包括相位。普通照相使用透镜成像原理，底片上化学反应的强度直接由物体各处的明暗决定，即由入射光波的强度决定。而全息照相不但记
6、录了入射光波的强度，也记录了入射光波的相位。所谓全息照片就是一种记录被摄物体反射（或透射）光波中全部信息的先进照相技术。全息照片不用一般的照相机，而要用一台激光器。激光束用分光镜一分为二，其中一束照到被拍摄的景物上。另一束直接照到感光胶片即全息干板上。当光束被物体反射后，其反射光束也照射在胶片上，就完成了全息照相的摄制过程 全息照相的拍摄原理 拍摄全息照片的基本光路大致如图。一激光光源（波长为 ）的光分成两部分：直接照射到底片上的叫参考光；另一部分经物体表面散射的光也照射到照相底片，称为物光。参考光和物光在底片上各处相遇时将发生干涉，底片记录的即是各干涉条纹叠加后的图像。全息照相的观察原理观察
7、全息照片的光路图如右图：全息照相的观察原理全息照片不同于普通照片,其底片不显示物体的形象,而是干涉条纹叠加后的图像。冲洗时只是改变了不同部分的透光性。观察时,需利用与拍照时同频率的光的衍射原理。所有发光点的对应的衍射条纹会使人眼看到一个处于原来位置的完整的立体虚像。全息照相的特点 1.全息照片衍射形成的立体虚像是一个真正立体的,当人眼换一个位置时,便可以看到物体的侧面像,即物体上原来被挡住的部分也可以看到。 2.即使是全息照片的一块残片,也可以看到整个物体的立体象.因为拍摄照片时,物体上的点发出的物光在整个底片上处处与参考光发生干涉,也就是说,在底片上处处都有某一点的记录。 全息技术的应用在全息照相的基础上，全息技术还扩展到红外、微波、超声领域，进一步发展形成了全息干涉术、彩色全息、及彩虹全息和周视全息等新的全息技术。由于全息照相具有三维成像的特点，可重复记录，而且，每一小块全息底片都能再现物体的完整，其用途十分广泛。可广泛用于精密干涉计量、无损探伤、全息光弹性、微应变分析和振动分析等科学研究。利用全息干涉术研究燃气燃烧的过程、机械件的振动模式、蜂窝板结构的粘结质量和汽车轮胎皮下缺陷检查等已得到广泛应用。全息照相用作商品和信用卡的防伪标记已形成产业，正在发展的全息电视还将为人类带来一场新的视觉革命。
