全息光栅实验报告.doc

全息光栅实验报告.doc全息光栅的设计制作与性能表征
【实验目的】
理解和掌握用全息方法制作光栅的基本原理；
掌握全息实验光路的基本调节方法和全息光栅的制作技巧;
掌握全息光栅的基本特性和测试方法；
：板的处理方法。
5. 了解全息光栅制作技术的主要特点、主要应用领域；
【实脸仪器】
全息防忘平台，半导体激光器，反射镜(2个〉，分朿镜，针孔滤波器，扩束透 镜，准宜透镜，I：板架，全息F板等。
【实脸原理】
光栅是重要的分光元件之一，由于它的分辨率优于棱镜，因而许多光学仪器 中都采用光柵代替棱镜作为分光的主要元件，如单色仪、光谱仪、摄谱仪等。此 外，光栅任现代光学中的应用日趋广泛，如光通信中用作光耦合器、光互连中用 作互连元件、激光器中用作选频元件、光信息处理中用作编码器、调制器、滤波 器等等。全息光柵制作技术是20世纪60年代随着全息技术的发展而出现的，因苴 具有传统刻划光柵所不具备的一些优点而受到人们的重视。
全息光栅制作原理
全息光栅是利用全息照相技术制得的光栅”利用激光良好的时间郴「-性及空 间相r-14.,用分束板分成两朿光，经过空间滤波和倒程望远镜的扩朿，形成两束 平行光，这两朿有一足夹角的平行光在空间相遇形成|:涉场，「•涉的结果是一组 平行的条纹一光栅”将全息|:板置于|:涉场中记录下|:涉的条纹，经显影定影处 理后就制得了全息光栅.
全息光栅制作的原理如图1所示：设两朿光R和0均为平而波时，两个 的光扰动分别如下：
R = R严
✓-) /■)..-/A (z cos <9 -t- .v si it (9)
0 =导
梵中，波数k丄(空气折射率为1)。
2兀
图1全息光柵原理图
在全息感光板上的合成光强分布是:
! - p' |' + p f + 2儿。0 cos k [z (cos 8 - 1 ) + x sin 0 ] (1)
令斤sin0 = /y, co称为空间I员I频率，0(z) = kz (cos 0 - 1).则(1)式可写成:
1 = | 町 + ” f + 2 口 00。cos (to x + #(z))
式中的2心qcosGwx + 0(z”为I：涉项，由此可知，全息感光版上的|：涉条纹就 是余弦(正弦)光柵，只要控制好拍摄时的曝光时间及冲洗恰当，就可以制成全 息光柵。
实验光路图为：
图6分振鴨法制作全息光栅的光路示总图
三，实验数据记录与处理
次数
1
2
3
4
5
L(cm)





2AX(cm)





△X(平均)cm





sin 0 =Ax/(Ax2 +L2)%





sinO (平均值)

将所制得的全息光栅世于激光器前，测量所成零级明
条纹与一级明条纹的间距X与屏到光栅的距离L。根据I：涉加强条件
dsinff = kA,取k=l时，因为一级衍射角&较小，可以求得光栅常数 J=z/sin &^起/心。再由/o = l算出空间频率。
所以，运用公式