Голографічна оригінальна система запису та підготовка листівок подяки Petite Cactus 3D

Petite Cactus 3D Листівки подяки Голографічна оригінальна система запису та підготовка

 

Експериментальна система, яка використовується для оригінального голографічного запису, зазвичай включає амортизуючий голографічний стіл, пристрій керування оптичним шляхом, розгалужувач променя, розширювач променя, коліматор, лінзу зображення, лінзу з перетворенням Фур’є, фільтр-обскуру, рамку сухої пластини, рамку скидання, затвор, автоматичну експозицію і таймер фіксатора прояву, тример із кількома ступенями свободи, панель змінного освітлення та інші компоненти.

 

Голографічний стіл

Голограма — це запис інтерференційних смуг опорної хвилі та предметної світлової хвилі. Якщо різниця оптичного шляху між двома світловими хвилями змінюється під час експозиції, це вплине на модуляцію інтерференційних смуг. Зазвичай потрібна зміна менше однієї десятої різниці оптичного шляху. Тому в процесі виробництва голографічного оригіналу особливу увагу слід приділяти стабільності голографічного верстака.

 

Фактори, що впливають на стабільність, включають вібрацію, потік повітря та температурні зміни. Основний вплив вібрації походить від вібрації ґрунту. Якщо механізм компонента системи запису ослаблений, це посилить вібрацію, тому необхідно вжити заходів для амортизації голографічного верстака. Спеціальний голографічний повітряний плаваючий стіл є найкращим демпферним столом. Простими методами амортизації можуть бути ящики з піском, мікропористий пластик, повітряні подушки (з внутрішньою камерою колеса автомобіля або літака) і чавун або граніт вагою 100 ~ 200 кг, а також слід встановити ізоляційну кришку. За відсутності ізоляційної кришки не можна провітрювати приміщення під час запису голограми, персонал не повинен голосно розмовляти та триматися подалі від верстака.

 

Метод перевірки стабільності таблиці полягає у використанні компонентів системи запису, організації системи інтерферометра Майкельсона з довгою рукою, налаштування лише на 3-5 інтерференційних смуг, а потім спостереження за смугами, якщо зовні є вібрація, інтерференційна смуга не змінюється, це можна вважати досягненням придушення вібрації. Потім поставте одне або два дзеркала з подушкою, якщо через деякий час бахрома не зміниться, вважається, що шок хороший. Для подальшого визначення того, чи є голограма сейсмоподібною, положення та напрямок дзеркала можна змінити кілька разів. Якщо інтерференційна смуга не змінюється, можна визначити, що усунення удару досягнуто. Коли імпульсний лазер використовується як джерело світла для запису, оскільки час експозиції дуже короткий, немає необхідності встановлювати заходи поглинання ударів і захисту від ударів.

 

Оптичний елемент

Оптичні компоненти, такі як лінзи та дзеркала, створені за допомогою голограм, працюють за тим же принципом, що й оптичні компоненти звичайного призначення.

 

1. Щоб покращити пропускання світла та запобігти шуму відтворення голограми, викликаному марним відображенням, поверхня лінзи має бути покрита антивідблисковою плівкою. Крім того, підбираючи об'єктив, необхідно вибирати об'єктив без дефектів і забруднень, оскільки вони створюватимуть шум при записі та відтворенні голограми.

 

2. Коли світло падає на скляну основу звичайного дзеркала, воно має спочатку заломлюватися, а потім відбиватися, і втрати відбитого світла дуже великі. У той же час обидві сторони скляної підкладки вводитимуть розсіяне світло через багаторазове відображення. Тому для виготовлення голографічної пластини потрібне дзеркало з високою відбивною здатністю з високою площинністю поверхні та багатошаровою відбивною плівкою.

 

3. Розділювач променя є важливим компонентом системи запису, і його роль полягає в тому, щоб розділити лазерний промінь на два або більше променів, щоб служити опорною хвилею та хвилею освітлення об’єкта. На розсіювач променя зазвичай наноситься інтерференційна плівка на довгій скляній пластині. Існує два види інтерференційної плівки: багатошарова діелектрична плівка та металева плівка. Спектральне співвідношення можна безперервно змінювати або сегментувати. Розділювач променя, виготовлений з елемента поляризації, може безперервно регулювати коефіцієнт розщеплення променя, і в деяких випадках необхідно розділити промінь на три або більше променів. Один із методів полягає у використанні кількох світлорозділювачів, а інший — у використанні багатоступеневої дифракції на голографічних ґратках. Фазову голографічну решітку також можна використовувати як розсіювач променя з безперервною зміною коефіцієнта розщеплення променя, який можна безперервно змінювати, доки змінюється кут падіння лазера.

 

4. Оскільки кут розбіжності лазерного променя дуже малий, необхідно використовувати розширювальне дзеркало, щоб збільшити кут розбіжності променя. Зазвичай використовується 20-кратний, 40-кратний мікрооб’єктив або одна позитивна чи негативна лінза з дуже короткою фокусною відстанню. Іноді для зменшення оптичних елементів використовують опуклі або увігнуті сферичні дзеркала, які розширюють промінь і одночасно змінюють напрямок променя.

 

Якщо для розширення променя використовується позитивна лінза з фокусною відстанню f ', а діаметр плями лазерного променя дорівнює 2, то кут розбіжності променя після розширення променя дорівнює. Оскільки розподіл інтенсивності лазерного променя є Гаусовим, розподіл інтенсивності залишається Гаусовим після розширення променя. Щоб зробити розподіл інтенсивності світла рівномірним, зазвичай додайте світлову смугу на шлях світла. Таким чином, використовуючи лише невелику частину променя, втрачається багато енергії.

 

5. Роль фільтра-обскури полягає в тому, щоб обмежити розмір променя та усунути високий шум, створюваний дзеркалом, що розширює промінь, і оптичними елементами, через які промінь проходить перед розширенням променя. Точковий фільтр, як правило, являє собою молібденовий лист товщиною 25, який робить отвір розміром від 5 до 30 мкм за допомогою лазерного свердління. Вибір розміру отвору залежить від розміру плями на фокальній поверхні дзеркала, що розширює промінь, і розміру запису. Не враховуючи роздільну здатність зображення, точкову дірку можна вибрати за наведеною вище формулою. Оскільки розширювач променя має певні аберації, фактична пляма більша, ніж розраховане вище значення, і розмір отвору можна приблизно розрахувати. Точкове отвір слід розміщувати на яскравій плямі на задній фокальній поверхні дзеркала, що розширює промінь, коли воно використовується. Зазвичай пінхол і розширювач балки кріпляться на кронштейні, і положення пінхолу можна регулювати в трьох взаємно перпендикулярних напрямках. Спочатку отвір розташовують поблизу фокуса дзеркала, що розширює промінь, а за ним розташовують світловий екран. Спочатку злегка посуньте вертикальний (або горизонтальний) напрямок маховичка регулювання, з горизонтальним (або вертикальним) напрямком маховичка для сканування; Якщо на екрані немає світлової плями, продовжуйте повторювати, доки не з’явиться світлова пляма, перемістіть пінхол вздовж оптичної осі або вертикального напрямку, щоб поступово збільшити яскравість світлової плями, і точно відрегулюйте горизонталь або вертикальний напрям маховичка, щоб на світловому екрані спостерігалося концентричне світло-темне дифракційне кільце; Нарешті, виконайте тонке налаштування вздовж напрямку оптичної осі, щоб радіус центральної яскравої плями продовжував розширюватися, яскравість поступово збільшувалася до найяскравішого.

 

6. Розсіювачі В якості розсіювачів можна використовувати мелене скло, гіпс, білий папір тощо. Для отримання однорідного поля розсіяного світла використовують розсіювач. По-перше, освітленість розсіювача повинна бути рівномірною, щоб розсіяне світло було однорідним. Хороші розсіювачі в напрямку світлового потоку та нормальному напрямку різниці світлового потоку дуже невеликі, відповідають зв’язку, так що в діапазоні =±20 градусів і різниця становить менше 6%.

Підготовка голографічної системи запису оригіналу

1. Підготовка об’єкта для фотографування Голографічні фотооб’єкти, які зазвичай використовуються, це переважно невеликі блискучі об’єкти з високим ступенем відбивання. Для таких предметів, як прикраси зі скла, перед зйомкою на поверхню наноситься тонкий шар мастила, щоб воно мало характеристики дифузного розсіювання. При використанні гелій-неонового лазера з вихідною потужністю 10 мВт розмір освітлюваного об'єкта може досягати 20 см × 30 см. Якщо використовується аргоно-іонний лазер із вибраним режимом, об’єкт може мати розмір до 30 × 50 см. Якщо використовувати гігантський імпульсний рубіновий лазер, можна отримати зображення людини.

 

2. Виберіть суху пластину, що продається на ринку, з маркуванням лазера, для якого вона підходить. Відповідно до вимог замовника щодо типу голографічного товарного знака та вимог до кольорового дизайну макета слід вибрати суху пластину, яка відповідає довжині хвилі та чутливості джерела світла для запису. Якщо ціна підходить, вибирайте суху версію з високою роздільною здатністю, наскільки це можливо.

 

3. Підготовка та налаштування лазера. Незважаючи на те, що лазерний промінь має високий ступінь когерентності, все одно необхідно перевірити та налаштувати лазер перед виготовленням голографічної пластини, щоб вони могли правильно підібратися для досягнення ідеального робочого стану. Існує п'ять основних пунктів лазерного обстеження:

 

① Чи є розсіяне світло у випадку однієї поперечної моди;

 

② Чи досягає вихідна потужність коливань заданий показник;

 

(3) Незалежно від того, чи є це один поздовжній режим, якщо це вихід багато поздовжнього режиму, необхідно перевірити, який тип багато поздовжнього режиму;

 

④ Чи є шум, змішаний у виході коливань;

 

⑤ Чи є це стабільні безперервні коливання.

 

З наведених вище п'яти перевірок перші три особливо важливі. Оскільки це має великий вплив на якість зображення відтворення голограми, його слід рішуче перевіряти. Якщо після перевірки буде виявлено, що він не відповідає вимогам, його слід відрегулювати.

 

(1) Для вибору та налаштування поперечної моди голографії потрібне джерело світла з хорошою просторовою когерентністю, а просторова когерентність лазерного променя визначається його поперечною модою. Різниця фаз хвильового фронту лазерного променя в тій же поперечній моді фіксується. Лазер, який використовується для голографічного запису, завжди вибирається як єдина поперечна мода. Якщо лазерний промінь є не одномодовим, а багатомодовим лазерним променем, то на голограмі неможливо сформувати рівномірні інтерференційні смуги. При відтворенні з’явиться горизонтальний малюнок, а на зображенні з’являться позначки.

 

 

Є три основні причини кількох поперечних мод:

① Конструкція оптичного резонатора є нерозумною;

 

(2) Прилипання пилу до дзеркал і вікон Брюстера;

③ Паралельність резонатора погана.

Спосіб налаштування такий: спочатку увімкніть джерело живлення, щоб лазер, випромінюваний лазером, світив на аркуші білого паперу, і спостерігайте, чи є це одна поперечна мода. Якщо це не одна поперечна мода, проаналізуйте причину. Якщо це відноситься до першого випадку, то He-ne лазер із зовнішнім резонатором можна замінити дзеркалом, радіус кривизни якого підходить для газорозрядної трубки. Якщо його неможливо змінити, паралельність дзеркала можна злегка відрегулювати, спостерігаючи за шаблоном вихідного сигналу лазера, доки не буде отримано єдину поперечну моду на виході, а потім зафіксувати, або між газорозрядною трубкою та дзеркалом зробити отвір діаметром приблизно від 2 до 3 мм, щоб лазерний промінь проходив через отвір до дзеркала для налаштування. Для рубінових лазерів між рубіновим стрижнем і дзеркалом можна вставити отвори діаметром 2 ~ 4 мм, а положення отворів можна регулювати та фіксувати, спостерігаючи за картиною коливань лазера. Матеріалом для точкових отворів може бути тонка металева пластина. Розмір пінхолу визначається діаметром рубінового стрижня та розміром коливання, тому оптимальне значення буде різним. До використання слід підготувати різні типи точкових отворів різного діаметру.

 

Якщо на плямі є складний візерунок, це здебільшого через пил із зовнішнього боку вихідного дзеркала лазера. У цьому випадку ви можете за допомогою фена обдути дзеркальну поверхню дзеркала та вікна Bluster або використати стиснений азот, щоб здути пил. Якщо пил прилип до іншого бруду, ви можете використати ватну кульку або дзеркальний папір з сумішшю ацетону або етанолу та ефіру (співвідношення етанолу та ефіру 6:4 або 5:5), щоб енергійно струсити надлишок рідини, обережно протерти дзеркало, будьте обережні, щоб не подряпати дзеркало, протріть дзеркало папером або ватною кулькою після заміни.

 

Якщо це третій випадок, як і в першому випадку, спостерігаючи за картиною коливань лазера, дзеркало резонатора трохи регулюють так, щоб два дзеркала були паралельні. У одиночній поперечній моді вихідна потужність лазера максимальна. Якщо два дзеркала все ще не паралельні, їхню паралельність можна відрегулювати таким чином.

 

① Зробіть невеликий отвір діаметром приблизно 1 ~ 2 мм на папері відповідної товщини та намалюйте на ньому кілька концентричних маленьких отворів на відстані приблизно 1 мм.

 

② Розмістіть газорозрядну трубку, кольоровий фільтр ND, дзеркало, ліхтарик і отвір відповідно до ситуації, показаної на малюнку 5-9, увімкніть живлення, і газорозрядна трубка буде в стані розряду. Розташуйте отвір так, щоб повністю було видно центр газорозрядної трубки, і спостерігайте, чи чітке зображення концентричного кола, намальоване на картоні з отворами, відображене на дзеркалі. Якщо ви не бачите чітко, можна використати ліхтарик для освітлення картону-обскури, а потім налаштувати дзеркало так, щоб зображення концентричного кола та газорозрядної трубки були концентричними (тобто коаксіальними), тоді газорозрядна трубка буде бути вертикально з дзеркалом. Регулюючи інше дзеркало таким же чином, можна добре відрегулювати паралельність резонатора.

 

Примітка. Оскільки наведений вище метод полягає в регулюванні паралельності резонатора шляхом спостереження за дзеркалом оком, у момент, коли дзеркало буде налаштовано на паралельність, буде вироблено сильний лазерний випромінювання, що вразить око. Отже, коли ви наближаєтеся до бажаної паралельності, відведіть очі та відрегулюйте, повертаючи регулювальний гвинт відбивача в потрібному напрямку руху дзеркала. Для лазерів із зовнішнім резонатором між вікном Брюстера та дзеркалом можна вставити фільтр ND або надіти захисні окуляри для регулювання. Якщо це He-ne лазер з резонатором, газорозрядна трубка деформується внаслідок теплового розширення, так що поперечний режим лазерного променя змінюється та зменшує вихідну потужність, тоді стан встановлення газорозрядної трубки можна дещо відрегулювати, щоб досягти своєї нормальної вихідної потужності.

 

Перевірте, чи має резонатор витік світла, окрім необхідного вихідного лазера, а потім скористайтеся щільною чорною тканиною, щоб заблокувати світло. Якщо витік світла синювато-білий, це світло, створене розрядом газорозрядної трубки, і для його усунення на виході лазера також можна встановити світлову смужку з невеликим отвором.

 

(2) Вибір поздовжньої моди та налаштування для використання малих He-Ne лазерів як записуючого світла, немає необхідності проводити спеціальні роботи з вибору поздовжньої моди. Якщо великі гелій-неонові лазери, аргон-іонні лазери та рубінові лазери використовуються як реєструючі джерела світла, особливо коли для запису великих об’єктів сцени потрібна велика когерентна довжина, необхідно вибрати та налаштувати поздовжній режим, а також один лазерний промінь поздовжнього режиму. бути використаним.

 

(3) Зменшіть шум, якщо: ① розрядний струм лазера є невідповідним; (2) Між дзеркалом і вікном Брюстера є потік пилу або повітря; ③ У багаторежимних коливаннях частота биття генерується між режимами. У вихідній потужності лазера буде змішаний шум, який змінюється з часом, і когерентність лазерного променя погіршиться.

 

Метод зменшення шуму полягає в наступному: якщо шум генерується з першої причини, для He-ne лазера, струм розряду якого можна змінити, вихід лазера можна спостерігати за допомогою осцилографа, отриманого оптичним гальванометром, і струм розряду можна регулювати до тих пір, поки вихідна потужність лазера не досягне максимуму, а шум зменшиться до мінімуму. Для гелій-неонового лазера з фіксованим струмом розряду первинний кінець струму збудження може бути оснащений регулятором змінного опору для регулювання струму розряду. Якщо це друга причина (тільки лазер із зовнішньою порожниною або напівзовнішньою порожниною, це явище шуму), це можна вирішити шляхом блокування та конвекції зовнішнього повітря.

 

Якщо це відноситься до третьої причини, то її можна вирішити методом єдиного поздовжнього вибору моди.

 

На додаток до трьох основних причин, якщо джерело живлення збудження є нестабільним, напруга джерела живлення збудження є невідповідною, газорозрядна трубка та дзеркало не закріплені, а термін служби лазера збільшений, це також є причиною шуму. Тому нам слід ретельно проаналізувати причини такого шуму та застосувати різні методи його усунення.

 

4. Оптичні компоненти та інші компоненти

Відповідно до типу записаного голографічного оригіналу та вимог до дизайну оптичного тракту запису спочатку малюється діаграма конфігурації. Потім виберіть кількість дільників променя, фільтрів-точкових дірок, опуклих лінз і повних дзеркал, підготуйте суху пластинчасту раму, другий або 1/250-секундний затвор і вимірювач потужності лазера, який може вимірювати від мікроват до десяти мікроват. Крім того, підготуйте розсіюючі пластини, такі як пластини зі скла.

 

5. Налаштуйте оптичний шлях запису

(1) Якщо напрямок променя паралельний робочому столу, напрямок променя повинен спочатку бути паралельним робочій платформі. Висота лазерного променя повинна бути помірною. Якщо висота вихідного світла лазера невідповідна, застосуйте регулювання підйомного (або опущеного) світлового дзеркала до відповідної висоти, використовуючи механізм точного налаштування відбивача або підйомного дзеркала та рухомий кронштейн із фіксованим маркером висоти для налаштування лазерний промінь паралельно робочій поверхні.

(2) Після налаштування коефіцієнта розщеплення променя слід встановити розгалужувач променя. Вибір коефіцієнта поділу променя для розсіювача має враховувати розмір об’єкта запису та поверхневу розсіювальну здатність. Відношення інтенсивності променя на поверхні носія запису зберігається в діапазоні 1-10.

(3) Загальна формула для режиму модуляції інтерференційної смуги поляризаційного напрямку лазерного променя має вигляд, де – відношення опорного променя до об’єктного променя, – кут між напрямком вібрації опорного променя та об’єктний промінь, τ(t) – часова когерентність опорного променя. Наведена вище формула показує, що поляризоване світло, яке є перпендикулярним одне до одного, не може створювати яскраві та темні смуги. Через вікно Брюстера вихід лазера є поляризованим світлом, а напрямок поляризації має бути перпендикулярним до площини падіння променя. Хоча вихідний лазерний промінь резонаторного лазера не є поляризованим світлом, існує така характеристика, що інтенсивність світла в певному напрямку вібрації є найбільшою, тому цей напрямок має бути перпендикулярним до площини падіння.

(4) Лазерний промінь слід регулювати за допомогою центру дзеркала, що розширює промінь, і коліматора. Коли дзеркало, що розширює промінь, встановлено, дзеркало, що розширює промінь, має бути відрегульоване вгору, вниз або вліво і вправо (без отворів) так, щоб центр випромінюваної світлової плями збігається з лазерним променем; При використанні коліматора положення центру лінзи має збігатися з центром лазерного променя перед розширенням лазерного променя. Метод полягає в тому, щоб побачити, чи серія точок світла, відбитого від двох поверхонь лінзи, знаходиться на одній лінії.

(5) Стабільна установка різних компонентів механічної структури різних оптичних елементів кронштейна здебільшого має від 2 до 4 ступенів свободи регулювання, у використанні для перевірки того, чи частини механізму ослаблені, кріпильні гвинти для затягування, регулювання частини, яка буде встановлена ​​в середньому положенні, хороша, кронштейн, як правило, використовується магнітний стіл, запишіть його та стіл міцно.