Petite Cactus 3D takkekort Holografisk originalt opptakssystem og forberedelse

Jun 20, 2023

Legg igjen en beskjed

Det eksperimentelle systemet som brukes for original holografisk opptak inkluderer generelt støtabsorberende holografisk tabell, optisk veistyringsenhet, stråledeler, stråleutvider, kollimator, bildelinse, Fourier-transformasjonslinse, nålefilter, tørrplateramme, tilbakestillingsramme, lukker, automatisk eksponering og utviklingsfikseringstimer, multi-frihetstrimmer, variabel lysstang og andre komponenter.

Holografisk tabell

Hologram er en registrering av interferenskanter av referansebølge og objektlysbølge. Hvis forskjellen i optisk bane mellom de to lysbølgene endres under eksponering, vil modulasjonen av interferenskanter bli påvirket. En endring på mindre enn en tiendedel av den optiske veiforskjellen er vanligvis nødvendig. Derfor, i den holografiske originale produksjonsprosessen, bør spesiell oppmerksomhet rettes mot stabiliteten til den holografiske arbeidsbenken.

Faktorene som påvirker stabiliteten inkluderer vibrasjon, luftstrøm og termisk endring. Hovedpåvirkningen av vibrasjon kommer fra vibrasjonen av bakken, hvis mekanismen til opptakssystemkomponenten er løs, vil den forsterke vibrasjonen, så det er nødvendig å ta dempingstiltak for den holografiske arbeidsbenken. Det spesielle holografiske luftflytebordet er det beste dempebordet. Enkle støtdempende metoder kan være sandkasser, mikroporøs plast, luftputer (med innerrøret til hjulet på en bil eller et fly) og støpejern eller granitt som veier 100 ~ 200 kg, og et isolasjonsdeksel bør installeres. Hvis det ikke er isolasjonsdeksel, skal rommet ikke ventileres ved opptak av hologrammet, personalet skal ikke snakke høyt og holde seg unna arbeidsbenken.

Metoden for å sjekke stabiliteten til bordet er å bruke opptakssystemkomponentene, arrangere et Michelson-interferometersystem med lang arm, justere til kun 3 til 5 interferenskanter, og deretter se på kantene, hvis det er vibrasjoner utenfor, interferenskanten ikke endres, kan det vurderes å oppnå vibrasjonsdemping. Sett deretter ett eller to speil med en pute, hvis frynsene etter en tid ikke endrer seg, anses det at sjokket er bra. For ytterligere å avgjøre om hologrammet er seismoidalt, kan posisjonen og retningen til speilet endres flere ganger. Hvis interferenskanten ikke endres, kan det fastslås at sjokkelimineringen er oppnådd. Når pulserende laser brukes som opptakslyskilde, fordi eksponeringstiden er svært kort, er det ikke nødvendig å sette opp støtdemping og støtsikre tiltak.

Optisk element

Optiske komponenter som linser og speil laget av hologrammer fungerer etter samme prinsipp som optiske komponenter for vanlige formål.

1. For å forbedre transmittansen av lys og forhindre støy fra hologramreproduksjon forårsaket av ubrukelig refleksjon, bør linseoverflaten være belagt med antirefleksjonsfilm. I tillegg, når du velger et objektiv, er det nødvendig å velge en linse uten defekter og smuss, fordi de vil forårsake støy når hologrammet tas opp og reproduseres.

2. Når lyset faller inn på glassbunnen til det vanlige speilet, må det først brytes og deretter reflekteres, og tapet av reflektert lys er veldig stort. Samtidig vil begge sider av glasssubstratet introdusere strølys på grunn av flere refleksjoner. Derfor krever holografisk platefremstilling et speil med høy reflektivitet med høy overflateflathet og flerlags reflekterende film.

3. Stråledeleren er en viktig komponent i registreringssystemet, og dens rolle er å dele laserstrålen i to eller flere stråler for å tjene som en referansebølge og belysningsbølgen til objektet. Stråledeleren er vanligvis belagt med en interferensfilm på en lang glassplate. Det er to typer interferensfilm: flerlags dielektrisk film og metallfilm. Spektralforholdet kan kontinuerlig endres eller segmenteres. Stråledeleren laget av polarisasjonselement kan kontinuerlig justere stråledelerforholdet, og i noen tilfeller er det nødvendig å dele strålen i tre eller flere stråler. En metode er å bruke flere stråledelere, og den andre metoden er å bruke flertrinns diffraksjon av holografiske gitter. Det faseholografiske gitteret kan også brukes som en stråledeler med kontinuerlig endring av stråledelerforholdet, som kan endres kontinuerlig så lenge innfallsvinkelen til laseren endres.

4. Fordi divergensvinkelen til laserstrålen er veldig liten, er det nødvendig å bruke et ekspanderende speil for å øke divergensvinkelen til strålen. Brukes vanligvis 20 ganger, 40 ganger mikroobjektivlinsen, eller en enkelt positiv eller negativ linse med svært kort brennvidde. Noen ganger, for å redusere optiske elementer, brukes konvekse eller konkave sfæriske speil for å utvide strålen og endre strålens retning på samme tid.

Hvis en positiv linse med brennvidde f' brukes for stråleutvidelse, og punktdiameteren til laserstrålen er 2, er stråledivergensvinkelen etter strålekspansjon. Siden intensitetsfordelingen til laserstrålen er Gaussisk, er intensitetsfordelingen fortsatt Gaussisk etter strålekspansjonen. For å gjøre fordelingen av lysintensiteten jevn, legg vanligvis til en lyslinje i lysbanen. Ved å bruke kun en liten del av strålen går altså mye energi tapt.

5. Pinhole-filterets rolle er å begrense størrelsen på strålen og eliminere den høye støyen som genereres av det strålekspanderende speilet og de optiske elementene som strålen passerer gjennom før strålen utvides. Pinhole-filteret er vanligvis en molybdenplate med en tykkelse på 25, som er laget til et pinhole på 5 til 30μm ved laserboring. Valget av størrelsen på nålehullet er relatert til størrelsen på flekk på fokaloverflaten til det strålekspanderende speilet og størrelsen på posten. Uten å ta hensyn til oppløsningen til bildet, kan nålehullet velges ved å referere til formelen ovenfor. Fordi strålekspanderen har visse aberrasjoner, er den faktiske flekken større enn verdien beregnet ovenfor, og nålehullstørrelsen kan beregnes tilnærmet. Nålehullet skal plasseres på det lyse punktet på den bakre brennflaten til det strålekspanderende speilet når det er i bruk. Vanligvis er nålehullet og bjelkeforlengeren montert på en brakett, og posisjonen til nålehullet kan justeres i tre innbyrdes vinkelrette retninger. Først plasseres nålhullet nær fokuset til det strålekspanderende speilet, og en lysskjerm plasseres bak nålhullet. Beveg først den vertikale (eller horisontale) retningen til justeringshåndhjulet, med den horisontale (eller vertikale) retningen til håndhjulet for å skanne; Hvis det ikke er noen lys flekk på skjermen, fortsett å gjenta, til det er en lys flekk, flytt posisjonen til nålehullet langs den optiske aksen eller vertikal retning for gradvis å øke lysstyrken til lysflekken, og finjuster den horisontale eller vertikal retning av håndhjulet, slik at den konsentriske lyse og mørke diffraksjonsringen observeres på lysskjermen; Finjuster til slutt langs den optiske aksens retning, slik at den sentrale lyspunktsradiusen fortsetter å utvide seg, lysstyrken øker gradvis til den lyseste.

6. Spredere Malt glass, gips, hvitt papir etc. kan brukes som spredere. En scatterer brukes for å oppnå et jevnt spredt lysfelt. For det første kreves det at belysningsstyrken til sprederen er jevn slik at det spredte lyset er jevnt. Gode spredere i retning av lysstrømmen og den normale retningen til lysfluksforskjellen er svært liten, møter forholdet, slik at i området =±20 grader og forskjellen er mindre enn 6%.

Holografisk originalt opptakssystem forberedelse

1. Forberedelse av objektet som skal fotograferes Holografi ofte brukte fotografiske objekter er for det meste små, skinnende og sterkt reflekterende objekter. For gjenstander som ornamenter laget av glass påføres overflaten et tynt lag fett før opptak, slik at den får diffuse spredningsegenskaper. Hvis det brukes en helium-neon laser med en utgangseffekt på 10mW, kan størrelsen på det opplyste objektet være opptil 20cm×30cm. Hvis en modusvalgt argon-ion-laser brukes, kan objektet være opptil 30×50 cm. Hvis en gigantisk puls rubinlaser brukes, kan et menneskelig bilde tas.

2. Velg en tørr plate som selges på markedet, merket med laseren den passer for. I henhold til kundens krav til typen holografisk varemerke og krav til layoutfargedesign, bør den tørre platen som er egnet for bølgelengden og følsomheten til opptakslyskilden velges. Hvis prisen er riktig, velg så mye som mulig en tørr versjon med høy oppløsning.

3. Laserforberedelse og justering Selv om laserstrålen har en høy grad av sammenheng, er det fortsatt nødvendig å kontrollere og justere laseren før holografisk platefremstilling, slik at de kan matche riktig for å oppnå den ideelle arbeidstilstanden. Det er fem hovedelementer for laserinspeksjon:

① Om det er strølys i tilfelle av en enkelt tverrmodus;

② Om oscillasjonsutgangseffekten når den spesifiserte indeksen;

(3) Enten det er en enkelt langsgående modus, hvis det er en multi-langsgående modusutgang, er det nødvendig å sjekke hva slags multi-langsgående modus;

④ Om det er støy blandet i oscillasjonsutgangen;

⑤ Om det er en stabil kontinuerlig oscillasjon.

Av de fem kontrollene ovenfor er de tre første spesielt viktige. Fordi det har stor innvirkning på kvaliteten på hologramreproduksjonsbildet, bør det kontrolleres ettertrykkelig. Etter inspeksjon, hvis det viser seg at den ikke oppfyller kravene, bør den justeres.

(1) Valg og justering av tverrmodusholografi krever en lyskilde med god romlig koherens, og den romlige koherensen til laserstrålen bestemmes av dens tverrmodus. Faseforskjellen til laserstrålebølgefronten i samme tverrmodus er fast. Laseren som brukes til holografisk opptak velges alltid som en enkelt tverrmodus. Hvis laserstrålen ikke er en enkelt tverrmodus, men en multi-tverrmodus laserstråle, kan det ikke dannes jevne interferenskanter på hologrammet. Når reprodusert, vil et horisontalt mønster vises, og markeringer vil vises på bildet.

Det er tre hovedårsaker til flere tverrgående moduser:

① Utformingen av optisk resonator er urimelig;

(2) Feste støv til speil og Brewster-vinduer;

③ Resonatorens parallellitet er ikke god.

Justeringsmetoden er som følger: Slå først på strømforsyningen slik at laseren som sendes ut av laseren skinner på et stykke hvitt papir, og observer om det er en enkelt tverrmodus. Hvis det ikke er en enkelt tverrmodus, analyser årsaken. Hvis det tilhører det første tilfellet, kan den eksterne hulrommet He-ne-laser erstattes med et speil hvis krumningsradius er egnet for utladningsrøret. Hvis det ikke kan endres, kan parallelliteten til speilet justeres litt ved å observere laserutgangsmønsteret inntil utgangssignalet i enkelt tverrmodus er oppnådd, og deretter festes, eller mellom utladningsrøret og speilet, sette et nålehull med en diameter på ca. 2 til 3 mm, slik at laserstrålen skytes gjennom nålehullet til speilet for å justere. For rubinlasere kan 2 ~ 4 mm pinholes settes inn mellom rubinstangen og speilet, og plasseringen av hullene kan justeres og fikses ved å observere laseroscillasjonsmønsteret. Pinhole materiale kan være tynn metallplate. Størrelsen på nålhullet bestemmes av diameteren på rubinstangen og størrelsen på oscillasjonen, så den optimale verdien vil variere. Ulike typer nålehull med forskjellige diametre bør klargjøres for bruk.

Hvis det er et komplekst mønster i stedet, er det mest på grunn av støv på utsiden av laserutgangsspeilet. Hvis dette er tilfelle, kan du bruke en hårføner til å blåse luft på speiloverflaten på speilet og vinduet på Bluster-vinduet, eller bruke komprimert nitrogen for å blåse bort støvet. Hvis støvet er festet til annet smuss, kan du bruke en bomullsdott eller speilpapir med aceton eller etanol, eterblanding (etanol, eterforhold på 6:4 eller 5:5) for å kraftig riste av overflødig væske, tørk forsiktig av speil, vær oppmerksom på å ikke ripe speilet, tørk av speilpapiret eller bomullsdotten etter en utskifting.

Hvis det er det tredje tilfellet, som i det første tilfellet, ved å observere laseroscillasjonsmønsteret, justeres speilet til resonatoren litt slik at de to speilene er parallelle. I enkelt tverrmodus er laserutgangseffekten maksimal. Hvis de to speilene fortsatt ikke er parallelle, kan deres parallellitet justeres på følgende måte.

① Lag et lite hull med en diameter på ca. 1 ~ 2 mm med passende papirtykkelse, og tegn flere konsentriske små hull med en avstand på ca. 1 mm.

② Ordne utladningsrøret, ND-fargefilteret, speilet, lommelykten og nålehullet i henhold til situasjonen vist i figur 5-9, slå på strømmen, og utladningsrøret er i utladningstilstand. Plasser nålhullet i en posisjon der midten av utløpsrøret kan sees fullt ut, og observer om det konsentriske sirkelbildet tegnet på nålehullspappen som reflekteres på speilet er tydelig. Hvis du ikke kan se klart, kan lommelykten brukes til å belyse pinhole-pappen, og deretter justere speilet, slik at bildet av den konsentriske sirkelen og utladningsrøret er konsentriske (det vil si koaksialt), så vil utladningsrøret være vertikal med speilet. Ved å justere det andre speilet på samme måte kan parallelliteten til resonatoren justeres godt.

Merk: Siden metoden ovenfor er å justere parallelliteten til resonatoren ved å observere speilet med øyet, vil det i det øyeblikket speilet justeres til å være parallelt, produseres en sterk laserutgang for å stikke øyet. Så når du nærmer deg ønsket parallellitet, flytt øynene bort og juster ved å vri reflektorens justeringsskrue i ønsket retning for speilbevegelse. For eksterne hulromslasere kan et ND-filter settes inn mellom Brewster-vinduet og speilet, eller du kan bruke beskyttelsesbriller for å justere. Hvis det er en He-ne-laser av hulromstype, deformeres utladningsrøret på grunn av termisk ekspansjon, slik at den tverrgående modusen til laserstrålen endres og reduserer utgangseffekten, så kan installasjonstilstanden til utladningsrøret justeres litt til nå sin normale utgangseffekt.

Sjekk om resonatoren har andre lyslekkasjer enn den nødvendige utgangslaseren, og bruk deretter en tykk svart klut for å blokkere lyset. Hvis lyslekkasjen er blåhvit, er dette lyset som genereres av utladningsrørets utladning, og en lysstang med lite hull kan også settes ved laseruttaket for å eliminere det.

(2) Longitudinell modusvalg og justering for bruk av små He-Ne-lasere som opptakslys, det er ikke nødvendig å utføre spesielt langsgående modusvalgsarbeid. Hvis store helium-neon-lasere, argon-ion-lasere og rubinlasere brukes som opptakslyskilder, spesielt når opptak av store sceneobjekter krever en lang sammenhengende lengde, må den langsgående modusen velges og justeres, og en enkelt langsgående modus-laserstråle må bli brukt.

(3) Reduser støyen hvis: ① utladningsstrømmen til laseren er upassende; (2) Det er støv eller luftstrøm mellom speilet og Brewster-vinduet; ③ I flermodusoscillasjon genereres slagfrekvens mellom modusene. I laserens utgangseffekt vil støyen som endrer seg med tiden blandes, og laserstrålens koherens vil bli dårligere.

Støyreduksjonsmetoden er som følger: hvis støyen genereres fra den første grunnen, for He-ne-laseren hvis utladningsstrøm kan endres, kan laserutgangen observeres med oscilloskopet mottatt av det optiske galvanometeret, og utladningsstrømmen kan justeres til laserens utgangseffekt når maksimum og støyen reduseres til et minimum. For helium-neon-laseren med fast utladningsstrøm kan den primære enden av eksitasjonsstrømmen utstyres med en variabel motstandsregulator for å justere utladningsstrømmen. Hvis det er den andre grunnen (bare ekstern hulrom eller semi-ekstern hulrom laser, det er dette støyfenomenet), kan det løses ved blokkering og ekstern luftkonveksjon.

Hvis det tilhører den tredje grunnen, kan det løses med metoden for valg av enkelt langsgående modus.

I tillegg til de tre hovedårsakene ovenfor, hvis eksitasjonsstrømforsyningen er ustabil, spenningen for eksitasjonsstrømforsyningen er upassende, utladningsrøret og speilet ikke er fikset, og levetiden til laseren er oppe, er det også årsaken av støy. Derfor bør vi nøye analysere årsakene til denne typen støy og ta i bruk forskjellige metoder for å løse det.

4. Optiske komponenter og andre komponenter

I henhold til typen innspilt holografisk original og designkravene til den optiske opptaksbanen, tegnes et konfigurasjonsdiagram først. Deretter velger du antall stråledelere, pinhole-filtre, konvekse linser og fulle speil, klargjør en tørr plateramme, en andre eller 1/250s lukker og en lasereffektmåler som kan måle mikrowatt til ti mikrowatt. Forbered i tillegg diffuserende plater som ullglassplater.

5. Konfigurer en optisk bane for opptak

(1) Når stråleretningen er parallell med arbeidsbordet, bør stråleretningen først være parallell med arbeidsplattformen. Høyden på laserstrålen bør være moderat. Hvis høyden på laserutgangen ikke er hensiktsmessig, bruk løfte- (eller slipp-) lysspeiljusteringen til riktig høyde ved å bruke finjusteringsmekanismen til reflektoren eller løftespeilet og en bevegelig brakett med en fast høydemarkør for å justere laserstrålen parallelt med arbeidsflaten.

(2) Etter at valget av stråledelingsforhold for stråledeling er justert, bør stråledeleren installeres. Valget av strålesplittingsforholdet til stråledeleren bør ta hensyn til størrelsen på opptaksobjektet og overflatespredningsevnen. Forholdet mellom stråleintensiteten ved overflaten av opptaksmediet holdes i området 1-10.

(3) Den generelle formelen for modulasjonsregimet til interferenskanten til polarisasjonsretningen til laserstrålen er, hvor er forholdet mellom referansestrålen og objektstrålen, er Vinkelen mellom vibrasjonsretningen til referansestrålen og objektstråle, og τ(t) er tidskoherensen til referansestrålen. Formelen ovenfor viser at polarisert lys som er vinkelrett på hverandre ikke kan produsere lyse og mørke striper. På grunn av Brewster-vinduet er laserutgangen polarisert lys, og polarisasjonsretningen bør være vinkelrett på innfallsplanet til strålen. Selv om utgangslaserstrålen til hulromslaseren ikke er polarisert lys, er det en egenskap at lysintensiteten i en viss vibrasjonsretning er størst, så denne retningen bør være vinkelrett på innfallsplanet.

(4) Laserstrålen bør justeres ved midten av det stråleutvidende speilet og kollimatoren, når det stråleutvidende speilet er installert, bør det stråleutvidende speilet justeres opp, ned eller til venstre og høyre (uten nålehull) slik at sentrum av det utsendte lyspunktet faller sammen med laserstrålen; Ved bruk av kollimator bør posisjonen til senter av linsen falle sammen med senter av laserstrålen før laserstrålen utvides. Metoden går ut på å se om en rekke lyspunkter reflektert fra de to overflatene på linsen er på samme linje.

(5) Den stabile installasjonen av forskjellige komponenter i den mekaniske strukturen til de forskjellige optiske elementene i braketten har for det meste 2 til 4 grader av frihetsjustering, i bruk for å sjekke om delene av mekanismen er løse, festeskruene for å stramme, justeringen av delen som skal installeres i midtposisjonen er god, braketten er vanligvis brukt magnetisk bord, registrere det og bordet godt.