光致聚合物全息照相技术研究.doc

15 届毕业设计光致聚合物全息照相技术研究学生姓名 学 号 8052209009 所属学院 机械电气化工程学院 专 业 机电一体化 班 级 12 指导老师 日 期 2012 .06 塔里木大学机械电气化工程学院制前 言简述了全息术的来源：全息术是利用光的干涉和衍射原理， 将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，使物光波前的全部信息都存储在记录介质中，故所记录的干涉条纹图样被称为“全息图”。当用光波照射全息图时，由于衍射原理能重现出原始物光波，从而形成与原物体逼真的三维像。以及国内（外）发展的现状及分析，还有全息术的应用及前景：全息照相的应用领域很广泛，其应用领域要远远优越于普通的照相。全息照相在一张感光片上 可以重叠记录许多像，这为信息的大容量高密度储存提供了可能，例如用全息照相方法可以把一本几百页的书的内容存储在很小的全息照片上，也可以作为防伪标识出现在商标、证件卡、银行信用卡，甚至钞票上，其深奥的成像原理及斑斓的闪光效果而受到消费者的青睐，与一般的印刷商标等相比，它具有独到的优势与魅力。介绍了激光全息照相的实验原理，通过对传统光路全息照相的拍摄，进行了自己的改进，设计出漫反射式全息照相和透射式全息照相的光路图，以实际操作及经验的积累探索出能成功拍摄出全息图的方法，而且列出了激光全息照相实验应该注意的事项。本实验采用了SRP-I型红敏光致聚合物干版，在暗室条件下，以具有良好散射性能的塑料玩具为拍摄对象进行了实验研究。 关键词： 全息照相；漫反射全息照相；透射全息平面光栅；SRP-I型红敏光致聚合物干版目 录1 引言11.1全息术的历史和发展阶段21.2全息术的特点22 漫反射式激光全息照相的实验22.1实验原理22.2实验的特点22.5实验的结果与分析22.6异常现象的分析及处理方法错误！未定义书签。3 透射式全息平面光栅的制作实验33.1实验的目的错误！未定义书签。3.2实验的原理错误！未定义书签。3.3实验器材错误！未定义书签。3.4实验步骤和方法3总 结4致 谢4参考文献4塔里木大学毕业论文工程概况本文首先介绍了谐波分析的理论基础并建立了谐波的模型，将一个实际波形分解为一系列不同频率的波形，其中包括直流分量，基波电流和谐波电流分量。之后，分析了谐波产生的原因和机理。根据谐振现象，结合电路分析理论，重点分析了RLC串联电路谐振时和RLC串联电路谐振时的工作特性。简要分析了波形畸变对电力系统一次、二次设备的影响及危害。在建立了谐波的模型之后，浅谈谐波其他的分析方法。在介绍了无功功率、有功功率、功率因数以及视在功率后，着重分析理解了无源滤波器(单调谐滤波器和高通滤波器)，以及有源滤波器的工作原理。结合无源滤波器的设计准则，对无源滤波器的参数进行了初步的设计。最终结合无功功率的补偿的相关理论，并对无功功率的补偿设备的选择，再结合并联电容器进行无功补偿的方式的选择协调选择，通过对无源滤波器和有源滤波器的工作原理及其滤波特性的分析，以及各自的投资情况，我针对配电网中一个变电站中脉动数的整流装置初步设计的一个滤波器的滤波方案。经过本次论文的相关设计，我提出了在无功功率的分配补偿方面，并联电容器是作为无功功率补偿的主力，无源滤波器次之，有源滤波器只做少量的无功功率补偿的新思路；在滤波方面，用无源滤波器滤除谐波源中的主要谐波，再用有源滤波器来提高总体补偿效果的新思想。1概述1.1全息术的历史和发展阶段全息术是利用光的干涉和衍射原理，将物体发射的特定光波以干涉条纹的形式记录下来，使物体光波前的全部信息都存储在记录介质中，故所记录的干涉条纹图样被称为“全息图”。当用光波照射全息图时，由于衍射原理能重现出原始物光波，从而形成与原物体逼真的三维图像1。1.2全息术的特点全息术的原理决定了他它所记录的全息图与下列特点：2漫反射式激光全息照相的实验2.1实验原理如图2-1（a）所示，是传统的漫反射全息照相的拍摄（记录）光路，分光镜将激光光束分成两束，一束激光经平面镜M1、扩束镜L1照射到被摄的物体上，经物体的漫反射，照射到全息干版E上，称为物光UO；另一束激光平面镜M2、扩束镜L2直接照射到全息干版E上，称为参考光UR。图2-1 光路图2.2实验的特点(1)可形成完全逼真的三维形象：全息图片最突出的特点是再现出的被摄物形象是完全逼真的三维形象。具有仙居的视差特性。如果观察者的头部上下左右摆动时，就可看到物体不同的侧面，所看到的整个景象那样逼真，富有层次。(2)具有可分割性：全息照片具有可分割的特点，其中任一小部分仍能再现出完整的被摄物形象，不过当被分割部分太小时，再现景象的亮度和分辨率会伴随着降低。(3)可多重记录：全息图片可多重记录，对同一张全息感光板可进行多次重复曝光记录6。2.5实验的结果与分析选用具有良好的相干性的激光器作为光源，同时还要使物光和参考光的光程差尽量相等，两束光的光强比要适当，曝光时全息照相系统要稳定。可见该装置满足了全息照相实验各方面的条件，从而可以得到清晰的再现象。通过对异常现象产生原因的分析和实验装置的改进有助于加深理解全息照相的原理，使全息照相实验的成功率大大提高。为了派出一张满意的全息照片，拍摄过程必须具备以下要求：(1)光源必须是相干光源。(2)全息照相系统要具有稳定性：工作台的稳定性和空气的稳定性。要求全息实验台是防震的；在曝光时禁止大声喧哗，不能随意走动，保证整个实验室的安静。我们的经验是：调好光路后，要离开实验台，稳定一分钟后，再在同一时间内曝光，得到较好的结果。(3)要注意全息照片的冲洗过程：全息照相可以用于信息的大容量、高密度存储，如用全息照相方法可以把一本几百页的书的内容存储在只有指甲大小的全息片上。另外，它在精密测量、无损检测、显微术等方面也得到应用。目前，许多商家把企业的各类产品商标排成全息图，制成防伪标志。总之，随着科学技术的日益发展，我们完全有理由相信，您具有一张自己全息照片的日子不会再遥远。实验数据如下表所示:表2-1 实验时间的控制 项目曝光显影清洗定影清洗干燥时间(s)10126090309012030120表2-2 实验的现象分析两束光的夹角15°20°25°30°35°40°45°50°干涉条纹无模糊不明显明显清晰明显模糊无由此可见,在一定的光强比下,若要出现清晰明显的干涉条纹,物光与参考光的夹角必须在3040°之间,实验的成功率会大大提升。表2-1 形状变化特征值及相应比例特征值编号特征值比例1比例2比例310.01064259.62%59.62%87.52%20.00230512.91%72.53%91.54%30.0013477.55%80.08%92.87%附注：3透射式全息平面光栅的制作实验3.4实验步骤和方法(1)按图3-1打开激光器、将光源的高度与所有光具座中心高度调相等。图3-1 光路图(2)调节L1和L2，使从L2输出的光是平行光（准直光）。(3)L半导体激光器、光源二维调节架SZ-19、通用底座SZ-04。K曝光定时器SZ-29A、通用底座SZ-04；L1扩束镜、透镜架SZ-08、通用底座SZ-04；L2透镜、透镜架SZ-08、通用底座SZ-04；M1分束镜、干版架SZ-12、通用底座SZ-04；M2反射镜、通用底座SZ-04；E干版、干版架SZ-12、通用底座SZ-04； （3-1）假定 (2-1)式中 R幅度；相位；fc载波频率； 总 结通过这两个实验，让我对全息照相的成像原理有了更深的了解，实验的过程中要注意很多的问题，首先是实验室的环境：选择远离振源、振动较小的房间为实验室， 采用磁力光具座，增加紧固螺钉、减震泡沫、不变形的钢板等措施，使其具有一定的抗震能力.然后是实验的操作问题：明白了全息图像成像的原理，就会自己设计光路，这个过程可能会很困难，但是克服是必须的，各路光线的高度要一致，尽量少的选用仪器，避免光能量损失及干扰，调节光路时，光屏、动物模型、光学玻璃片尽量靠近些。物光和参考光的光程差应尽量小，两束光的光程相等最好， 最多不能超过1cm； 两束光之间的夹角要在3040°之间， 因为夹角小，干涉条纹就稀， 这样对系统的稳定性和感光材料分辨率的要求较低；两束光的光强比要适当， 一般要求在1：41：10之间都可以。曝光前务必检查所有光学元件磁性座是否牢固吸附在防震全息台面的钢板上，曝光时不要靠近实验台，曝光后的全息干版在显影、定影、漂白时，先后顺序不能颠倒，药液不能混淆，用水冲洗干版时不能用手或抹布擦洗药膜平面，并且全息干版和药液都要在保质期内使用。全息光栅的制作实验比较容易些，时因为直接使用迈克耳逊干涉仪，通过调节就可以直接产生干涉条纹，而漫反射全系照相实验则比较困难些，成功率也低些，但通过指导老师的指导和自己的不断积累经验，还是完成了实验，期间的过程真是烦恼和惊喜，让我受益匪浅。 参考文献1 呂炎主编.锻造工艺学.第1版.北京：机械工业出版社,1995。 9