全息光栅制作光路的比较研究

全息光栅制作光路的比较研究第 21卷第 l期 20O8年 3月出版大学物理实验 PHYslCAL PEmMENT OF C0LLEGE VDl,21 No。l Mar． 20O8 文章编号：1007—293412oo8)01—0020—03 全息光栅制作光路的比较研究刘香茹陈庆东李立本 (河南科技大学，洛阳，471003) 摘要利用两束平行光相干叠加制作全息光栅具有成本低、易实现的优点。平息光栅的制作作为设计件实验具有灵活、多样性，值得推广。本文根据两束相干平行光产生机理...

第 21卷第 l期 20O8年 3月出版大学物理实验 PHYslCAL PEmMENT OF C0LLEGE VDl,21 No。l Mar． 20O8 文章编号：1007—293412oo8)01—0020—03 全息光栅制作光路的比较研究刘香茹陈庆东李立本 (河南科技大学，洛阳，471003) 摘要利用两束平行光相干叠加制作全息光栅具有成本低、易实现的优点。平息光栅的制作作为设计件实验具有灵活、多样性，值得推广。本文根据两束相干平行光产生机理，将全息光栅制作分为分振幅法和分波面法两大类型。在分析比较常见的7种不同光路的基础上，又提出了菲涅尔双面镜、杨氏双缝和洛埃镜法三种光路。这些结果对学生实验和实际全息光栅制造具有指导意义。关键词全息光栅；光栅常数{光路；分振幅法；分波面法中图分类号：04—33 文献标识码：A 开设设计性实验的目的就是提高学生创造性思维能力，好的设计性实验的实施方案应具有灵活多样性。两束相干平行光在全息干板上相干叠加，经适当地曝光、显影、定影后就制成了全息光栅。产生两束相干平行光的方案有许多，制作全息光栅的实验方案也有许多种，因此它是一个很好的设计性实验。 1 全息光栅的记录原理根据两束相干平行光产生机理的不同制作全息光栅的光路可分为两类。一种称为 “分振幅法”，该类方法是利用分束镜，使同一光波一分为二。另一类称为“分波面法”，该类方法是将同一光波的波面一分为二元论是“分振幅法”还是“分波面法”都可以设计多种光路来产生两束相干平行光。光栅常数是描述全息光栅性质的一个基本物理量，其大小取决于两束平行光与全患干板的夹角。设两列相干的平行光分别以夫，和角入射全息干板，则光栅常数 d= ,I／(sin0 +sin02)；若两列相干的平面波的夹角 (0=0，+02)很小，则光栅常数 d一,l／ 0hl 2 分振幅法制作全息光栅 1．1 一般的分振幅干涉法图 1是常用的“分振幅法”制作全息光栅的光路[1 ·引。细激光束投射到分光比为 1：1 的分束镜 2上，被分为光强相等的两束光，即透射光和反射光。它们分别经全反镜 3转向后，再经4和5两套相同的扩柬、准直系统成为两柬准平面波，并以角交汇在全息干版6 o ．该方法具有如下优点 (1)光路对称，容易排布，制作的光栅常数范围较大；(2)光程差非常小，干涉效果好。同时该方法也具有如下缺点：(1)光学元件较多，两束平行光的一致收稿 Et期：2007—12—16 — 2O 一维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com 差；(3)制作的光栅常数范围比较广。同时该方法也具有如下缺点：(I)如果用准直透镜，则干涉光斑面积较小；(2)如果不用准直透镜，则只是近似平行光。 2．3 杨氏双缝干涉法我们利用光柬通过两条缝的0级衍射光在全息干板上进行撩干叠加。该方法具有如下优点：(1)只有～个透镜，整个光路溺轴性要求低，所以光路容易架设：(2)光路簿单，原理易懂。．阐对该方法也有如下缺点：(1)缝的宽度决定了0级光斑的宽度，所以要使于涉面积较大缝的宽度就必须很小；(2)由于 0级条纹的宽度限制，以缝的距离要足够小，否则两缝 0级光斑不能重叠；(3)相干光为近平行光。(4)该方法只能制作光栅常数很大的光栅。 3 结论制作金息光栅的光路有很多种文中所提光路作者都已经通过实验验证。不同的光路各有其特点，教学中老师可以提出不同的教学要求，学生设计相应的实验方案。该实验作为设计性实验开设具有灵活、多样性，从丽使该设计性实验具有长久的生命力，有～定的推广价值。 ’ 参考文献 [1] 陈庆东大学物理实验【嫩]北京：机械工业出版社，20C6 [2] 王仕．现代光学实验教程 [ ]．北京：北京邮电大学出版社，2004, ￡3] 赵鹧飞，邱大腐。制作垒息光栅与测定氦氖激光波长[朝，中出大学学摄论从，2O02 【4] 朱庚芳，蔷筱萍．金息光栅的实验制作与研究[j 新乡饰范高等专科学校学报，2004 [5】李文成，谷酱骐，至涌萍．双光束干沙条纹间距的在线量[j】．大学物理，2003 [63 曹良才，马晓苏，何庆声等．基予多重体全息光栅的光谱器件的研究[耐]．光电子·激光，2003 [7] 柯红卫，饧嘉，贺秀良等．利用迈克耳孙于涉仪制作金患光栅[ ]物理实验，2004 COMPARATIVE STUDY ON HOLOGRAPm c GRATING ODUCTION 0F 髓 0要 ICAL PA，戛f强 Liu Xiangru Chen Qingdong 班ben (He,an Umversity of sdence and Technology，I~oyang，47]O03) AIJ~raet：The~method overlapping coherent pm'al!eI 1％ht to form holographic grat~ has the merit oflow coal and si刭磷。i￡y幻r~atizafion．As deslgrfing experiment，forming holographle grating is worthy of extensive promotion~thanks to its~eamility and variety．Ba~ed on the forming mechanism oftwo beams of coherent para31d light,this paper ide6 produeaon of holographle 峨 into two groups：detaching amplitude methods and detacking wavefront methods． On analy=~ and comparing the 7 different casual laser paths，tiffs paper also~bring伽t 3 rlew laser paths，which嘴 Fzesnel,Yovmg’ls double slit and，Lloyd’s mir| method．The results are me n in glIiding the students’e】 lerim- enls and promoting production hologaphic grating． Key Words：hologmri~c a 题砖g毒撼砸鄹掘蛾；laser path；de￡黾ing amplitude斑elllod；妇西区ng瓣熟赜鼬e热od 一 22 — 维普资讯 http://www.cqvip.com

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